研究室

生体物理化学(須藤 雄気)[研究者の方向け]

主な研究テーマ

膜タンパク質分子群の探索・解析・利用
1. 自然界からの新しい分子の発見(探索)
2. 分子の機能・構造・構造変化解析(分析)
3. 分子を利用した細胞・個体操作ツールの開発(応用)

研究の概要

生命科学研究に於いて、『光(電磁波)』には、大きく二つの特徴があります。一つ目は生物学的な特徴です。動物の視覚・色覚や、植物・微生物の光エネルギー産生・光走性などがその代表例で、ほとんど全ての生物は何らかの形で光に依存してその活動を維持しています。二つ目は、物理化学的な道具として特徴です。光の持つ高い指向性や単色性は、顕微鏡、天体観測、各種分光法などに利用され、物の形やその変化を知るために役立てられます。私達は、創薬の重要なターゲットとなる膜タンパク質群に着目し、自然界から新しい分子を探索し、さらにそれらを利用した光操作ツールの開発を行う生物学的研究と、主に分光学を利用した分子機能・構造・構造変化の解析を行う物理化学的研究を行っています。これらの基礎的な研究を通じて、光の持つ高いポテンシャルを最大限に引き出し、創薬研究への橋渡しをしたいと考えています。

最近の成果

1. これまで存在が認められていなかった好熱性生物から、ビタミンAを発色団とする新しいタイプの光受容タンパク質を発見しました(探索:Tsukamoto et al., 2013)。

2. 分子構造の解析が可能なNMR分光法に光照射を組み合わせ、膜タンパク質分子の反応中間体の構造を決定しました(解析:Yomoda et al., in press)。

3. 青色光を吸収する光受容分子を実験・理論の両面から設計し、これまで緑色に限定されていた動物の行動抑制を青色領域まで拡張しました(応用:Sudo et al., 2013)。

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最近の主な発表論文

1. Sudo Y., and *Spudich, J.L. Three strategically placed hydrogen-bonding residues convert a proton pump into a sensory receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 16129-16134 (2006)

2. *Sudo,Y., Ihara K., Kobayashi S., Suzuki D., Irieda H., Kikukawa T., Kandori H., and Homma, M. A microbial rhodopsin with a unique retinal composition shows both sensory rhodopsin II and bacteriorhodopsin-like properties. J. Biol. Chem. 286, 5967-5976 (2011a)

3. *SudoY., Yuasa Y., Shibata J., Suzuki D., and Homma M. Spectral tuning in sensory rhodopsin I from Salinibacter ruber. J. Biol. Chem. 286, 11328-11336 (2011b)

4. Irieda H., Morita T., Maki K., Homma M., Aiba H., and *Sudo Y. Photo-induced regulation of the chromatic adaptive gene expression by Anabaena sensory rhodopsin. J. Biol. Chem. 287, 32485-32493 (2012)

5. *Sudo Y., Okazaki A., Ono H., Yagasaki J., Sugo S., Kamiya M., Reissig L., Inoue K., Ihara K., Kandori H., Takagi S., and Hayashi, S. A blue-shifted light-driven proton pump for neural silencing. J. Biol. Chem. 288, 20624-20632 (2013)

6. Tsukamoto T., Inoue K., Kandori H., and *Sudo Y. Thermal and spectroscopic characterization of a proton pumping rhodopsin from an extreme thermophile. J. Biol. Chem. 288, 21581-21592 (2013)

7. Yomoda H., Makino Y., Tomonaga Y., Hidaka T., Kawamura I., Okitsu T., Wada A., *Sudo Y., and *Naito, A. Color discriminating retinal configurations of sensory rhodopsin I by photo-irradiation solid state NMR spectroscopy. Angew. Chem. Int. Ed. in press.

教員紹介

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須藤 雄気
Yuki SUDO
専門分野 生物物理化学
所属学会 日本生物物理学会、日本生化学会、日本蛋白質科学会、分子科学会、細胞を創る研究会
inoue
井上 剛
Tsuyoshi INOUE
専門分野 神経生物物理化学
所属学会 日本神経科学学会、日本薬学会、日本生物物理学会、北米神経科学会

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