研究

research

生体物理化学(須藤 雄気、井上 剛、小島 慧一)[研究者の方向け]

主な研究テーマ

「光をくすりにする！？」

研究の概要

地球上に降り注ぐ太陽光の極大波長は約500 nmです。この波長を有名なエネルギー量子仮説（プランク）の式：「E = hn」にあてはめると、光のエネルギー（E）は、約240 kJ/molとなります。次に、生命活動の源であるATPの細胞内における加水分解エネルギーを考えると、そのエネルギー（E）は、約50 kJ/molとなります。このように、光エネルギーはATPのエネルギーより5倍程度の大きな値です。私たちの研究室では、光によってあらゆる生命現象を制御・操作可能である＝「光がくすりになる！？」、と信じ、光受容タンパク質・ロドプシンを対象に、生物学・物理学・化学を融合した①探索、②解析、③応用に関する研究を行っています。

最近の主な発表論文

  1. Kojima K, Miyoshi N, Shibukawa A, Chowdhury S, Tsujimura M, Noji T, Ishikita H, Yamanaka A, & *Sudo Y.
    “Green-sensitive, long-lived, step-functional anion channelrhodopsin-2 variant as a high-potential neural silencing tool” (2020) J. Phys. Chem. Lett. 11, 6214-6218.
  2. Yamanashi T, Maki M, Kojima K, Shibukawa A, Tsukamoto T, Chowdhury S, Yamanaka A, Takagi S,  & *Sudo Y.
    “Quantitation of the neural silencing activity of anion channelrhodopsins in Caenorhabditis elegans and their applicability for long-term illumination” (2019) Sci. Rep. 9, 7863.
  3. Takayama R, Kaneko A, Okitsu T, Tsunoda SP, Shimono K, Mizuno M, Kojima K, Tsukamoto T, Kandori H, Mizutani Y, Wada A, & *Sudo Y.
    “Production of a light-gated proton channel by replacing the retinal chromophore with its synthetic vinylene derivative” (2018) J. Phys. Chem. Lett. 9, 2857-2862.
  4. Niho A, Yoshizawa S,  Tsukamoto T, Kurihara M, Tahara S, Nakajima Y, Mizuno M, Kuramochi H, Tahara T, Mizutani Y, & *Sudo Y.
    “Demonstration of a light-driven SO42- transporter and its spectroscopic characteristics” (2017) J. Am. Chem. Soc. 139, 4376-4389.
  5. Tsukamoto T,  Mizutani K,  Hasegawa T, Takahashi M, Honda N, Hashimoto N, Shimono K, Yamashita K, Yamamoto M, Miyauchi S, Takagi S, Hayashi S, *Murata T, & *Sudo Y.
    “X-ray crystallographic structure of thermophilic rhodopsin: implications for high thermal stability and optogenetic function” (2016) J. Biol. Chem. 291, 12223-12232.
  6. Inoue K, Tsukamoto T, Shimono K, Suzuki Y, Miyauchi S, Hayashi S, Kandori H, & *Sudo Y.
    “Converting a light-driven proton pump into a light-gated proton channel” (2015) J. Am. Chem. Soc. 137, 3291-3299

教員紹介

  • 須藤 雄気／Yuhki SUDO
    専門分野：生物物理化学
    所属学会：日本生物物理学会、日本薬学会、日本蛋白質科学会、分子科学会、細胞を創る研究会
  • 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
  • 小島 慧一／Keiichi KOJIMA
    専門分野：生物物理学
    所属学会：日本生物物理学会, 日本薬学会, 日本動物学会

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