主な研究テーマ

  1. 感覚受容の構造生物学
  2. 薬学・医学・歯学標的膜タンパク質の構造生物学
  3. 真核生物膜タンパク質構造・機能解析の方法論研究
  4. 甘味タンパク質を非抗体分子骨格とする人工結合タンパク質の設計・作製と利用

研究の概要

視覚・聴覚・触覚・味覚・嗅覚などの「感覚」は、私たちが外界にむかって開いている唯一の「窓」です。これらは、環境や異なる個体から受け取ったさまざまな情報を変換・統合・認知する、生物にとって重要な機能です。私たちは、感覚受容の第一段階、すなわち外界からのシグナルを受容しそれを生体内で伝達されるシグナルに変換するまでの過程に焦点をあて、感覚受容体やシグナル伝達タンパク質・受容体の制御タンパク質などを対象に構造・機能解析を行い、感覚受容のしくみを理解することを目指しています。

また、受容体をはじめとする膜タンパク質は、ゲノム情報の約20-30%を占め、生体内の様々な役割を担っており、重要な薬の標的です。私たちは、受容体・チャネル・トランスポーターなど、薬学・医学・歯学研究の標的膜タンパク質群について、構造・機能研究を行い、創薬につながる知見を得ることを目指しています。

上記の課題で取り扱う真核生物膜タンパク質は、現在の構造生物学の最難関課題です。これらの構造解析や機能解析を達成するため、膜タンパク質解析の中でもボトルネックとなる試料調製・結晶化や機能解析を推し進める方法論の開発を行っています。

また、抗体のように標的の分子に特異的に結合する「人工結合タンパク質」は、上記の課題を含む様々な研究で活用されています。甘味タンパク質をベースとして進化分子工学の手法で人工結合タンパク質を設計・作製し、それらを用いることにより、上記研究課題を推し進めるとともに、新しい生命科学を切り拓くことを目指します。

最近の主な発表論文

  1. A sweet protein monellin as a non-antibody scaffold for synthetic binding proteins. Yasui N*,  Nakamura K, Yamashita A. J. Biochem., in press.
  2. Differential scanning fluorimetric analysis of the amino-acid binding to taste receptor using a model receptor protein, the ligand-binding domain of fish T1r2a/T1r3. Yoshida T, Yasui N, Kusakabe Y, Ito C, Akamatsu M, Yamashita A.* PLoS ONE, 14, e0218909, 2019.
  3. Specific modification at the C-terminal lysine residue of the green fluorescent protein variant, GFPuv, expressed in Escherichia coli. Nakatani T, Yasui N†*, Tamura I, Yamashita A.* Sci. Rep., 9, 4722, 2019.
  4. Structural basis for perception of diverse chemical substances by T1r taste receptors. Nuemket N, Yasui N, Kusakabe Y, Nomura Y, Atsumi N, Akiyama S, Nango E, Kato Y, Kaneko MK, Takagi J, Hosotani M, Yamashita A.* Nat Commun., 8,15530, 2017.
  5. Taste substance binding elicits conformational change of taste receptor T1r heterodimer extracellular domains. Nango E, Akiyama S, Maki-Yonekura S, Ashikawa Y, Kusakabe Y, Krayukhina E, Maruno T, Uchiyama S, Nuemket N, Yonekura K, Shimizu M, Atsumi N, Yasui N, Hikima T, Yamamoto M, Kobayashi Y, Yamashita A.* Sci. Rep., 6, 25745, 2016.

教員紹介

  • 山下 敦子/Atsuko YAMASHITA
    専門分野:構造生物学
    所属学会:日本生物物理学会、日本薬学会、日本味と匂学会、日本農芸化学会、日本結晶学会
  • 安井 典久/Norihisa YASUI
    専門分野:タンパク質科学
    所属学会:日本蛋白質科学会、日本生化学会、日本分子生物学会、日本薬学会、日本生物物理学会

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