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生命機能科学研究センター生体分子動的構造研究チーム

チームリーダー嶋田一夫（Ph.D.）

English Page

研究概要

膜タンパク質は生体内において重要な役割を果たすとともに最大の創薬標的タンパク質です。X 線結晶構造解析などはその立体構造解析に大きく貢献してきましたが、得られた立体構造は基本的に静的スナップショットであり、膜タンパク質が機能している状態の動的構造や分子間相互作用を必ずしも反映していません。核磁気共鳴法（NMR）はin situでのタンパク質の動的構造情報を得ることができる分光法です。そこで、本研究チームでは生物学的に重要な生体分子を対象として、NMR を用いてその機能発現の構造基盤を解明します。

研究主分野

医歯薬学

研究関連分野

総合生物
生物学
物理系薬学
構造生物化学
生物物理学

キーワード

核磁気共鳴法
生体分子
膜タンパク質
動的構造
構造平衡

主要論文

「*」は、理研外のみでの成果です。

1. Kaneko, S., Imai, S., Uchikubo-Kamo, T., Hisano, T., Asao, N., Shirouzu, M., Shimada, I.:
"Structural and Dynamic Insights into the Activation of the μ-Opioid Receptor by an Allosteric Modulator"
Nat. Commun. 15, 3544. (2024). doi:10.1038/s41467-024-47792-6
2. Yuki Toyama , Ichio Shimada.:
"NMR characterization of RNA binding property of the DEAD-box RNA helicase DDX3X and its implications for helicase activity"
Nat. Commun. 15, 3303. (2024). doi:10.1038/s41467-024-47659-w
3. Shunsuke Imai, Hiroshi Suzuki, Yoshinori Fujiyoshi, Ichio Shimada.:
"Dynamically regulated two-site interaction of viral RNA to capture host translation initiation factor"
Nature communications 14:4977 (2023). doi: 10.1038/s41467-023-40582-6
4. Yutaro Shiraishi, Ichio Shimada.:
"NMR Characterization of the Papain-like Protease from SARS-CoV-2 Identifies the Conformational Heterogeneity in Its Inhibitor-Binding Site"
Journal of the American Chemical Society 145:16669-16677 (2023). doi: 10.1021/jacs.3c04115
5. Kaneko S, Imai S, Asao N, Kofuku Y, Ueda T, Shimada I.:
"Activation mechanism of the μ-opioid receptor by an allosteric modulator"
Proc Natl Acad Sci U S A. 119(16), e2121918119. (2022) doi: 10.1073/pnas.2121918119.
6. Shiraishi Y, Kofuku Y, Ueda T, Pandey S, Dwivedi-Agnihotri H, Shukla AK, Shimada I.:
"Biphasic activation of β-arrestin 1 upon interaction with a GPCR revealed by methyl-TROSY NMR"
Nature Communnications 2(1), 7158. (2021) doi: 10.1038/s41467-021-27482-3.
7. Iwahashi Y, Toyama Y, Imai S, Itoh H, Osawa M, Inoue M, Shimada I.:
"Conformational equilibrium shift underlies altered K⁺ channel gating as revealed by NMR"
Nature Communications 11, 5168 (2020) doi: 10.1038/s41467-020-19005-3
8. Mizukoshi Y, Takeuchi K, Tokunaga Y, Matsuo H, Imai M, Fujisaki M, Kamoshida H, Takizawa T, Hanzawa H, Shimada I.:
"Targeting the cryptic sites: NMR-based strategy to improve protein druggability by controlling the conformational equilibrium"
Science Advances 6(40), eabd0480 (2020) doi: 10.1126/sciadv.abd0480
9. * Imai S, Yokomizo T, Kofuku Y, Shiraishi Y, Ueda T, and Shimada I^*.:
"Structural equilibrium underlying ligand -dependent activation of β₂ -adreno receptor."
Nat. Chem. Bio. (2020) doi: 10.1038/s41589-019-0457-5.
10. * Shimada I^*, Ueda T, Kofuku Y, Matthew T. Eddy, and Kurt Wuthrich^*.:
"GPCR drug discovery: integrating solution NMR data with crystal and cryo-EM structures."
Nat. Rev. Drug Discov. 18(1), 59-82 (2019)