研究室ホームページへ

教授
尾高 雅文
准教授
天辰 禎晃
講師
松村 洋寿

研究分野

<尾高・松村>

生命現象において中心的な役割を担っているタンパク質の構造と機能を分子・原子レベルで解明することを目的に研究を行っています。主に産業や環境浄化に利用可能な酵素の触媒反応機構の解明と、微生物が形成する中空のタンパク質ナノ粒子を材料にした自己組織化能やナノ触媒・ドラッグデリバリーシステムの開発などを目指した研究を展開しています。また、これらの研究成果を国際学術誌や国内外での学会で積極的に発表しています。

<天辰>

π電子共役系の電子励起状態とダイナミックスに関する理論的研究

 

研究内容

(1)ニトリル水和酵素関連酵素の触媒機構の解明

ニトリル水和酵素触媒過程の時間分割X線結晶構造解析。(左上)ニトリル水和酵素の非ヘム鉄活性中心(左上)と同酵素によるt-ブチルイソニトリル加水分解過程の構造解析

(2)Encapsulimナノ粒子の構造・機能解析とゲストタンパク質の導入・ディスプレイ法の開発

Encapsulimは分子量30kのモノマー60分子から形成された粒径約20nmの中空のタンパク質ナノ粒子です。EncapsulimのC末端にタグ配列を付加することで粒子表面にディスプレイできます(図ではHisタグをディスプレイしています)。また、37残基のシグナル配列をC末端に付加することで、任意のゲストタンパク質を粒子内部に内包することが可能です。

(3)Carboxyosomeナノ粒子の外殻・内部構造の構築機構解析

Carboxyosome(カルボキシソーム)はシアノバクテリアや一部の化学合成細菌に存在し、分子量10k~20kのシェルタンパク質が数千個集合して形成された粒径100~140nmの正20面体構造をもつタンパク質ナノ粒子です。足場タンパク質を介して、内部にカルボニックアンヒドラーゼとRubiscoを内包し、低二酸化炭素濃度環境下において、二酸化炭素固定を促進しています。

 

研究手法

タンパク質の構造・機能に関する研究を最先端の技術を駆使して進めています。

  • 遺伝子組換えタンパク質の構築・発現・精製
    PCR、ベクター構築、大腸菌発現システム等、各種液体クロマトグラフィー
  • タンパク質の生理機能解析
    酵素キネティクス解析、翻訳後修飾解析(質量分析)、各種分光分析、光散乱法
  • タンパク質間相互作用解析
    プルダウン解析、熱測定、ゲル濾過法、光散乱法、表面プラスモンなど
  • タンパク質立体構造解析
    X線結晶構造解析、時間分割結晶構造解析、中性子構造解析(予定)

 

授業担当科目

<尾高>

(学部)
生命無機化学、生命無機化学特論、生体分子分析科学
(大学院)
 

<天辰>

(学部)
理論化学Ⅰ,生命基礎物理学、基礎化学実験A
(大学院)
生命理論化学特論

<松村>

(学部)
 
(大学院)
 

 

共同研究等

東京農工大学、理化学研究所、名古屋大学、北里大学、東京工業大学、東京大学、千葉科学大学、スタンフォード大学、三菱化学科学技術研究センター

 

特記事項

  • The Journal of Inorganic Biological Chemistry Editorial Advisory Board Member(2011-)
  • 酵素工学研究会幹事(2005-)
  • 日本生物工学会東日本支部委員(2011-2014)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B) (2012-2014)
    「先端の構造解析技術を駆使したニトリル水和酵素ファミリーの触媒機構を成熟化機構解明」研究者(24350082)
  • 日本学術復興会 科研費 挑戦的萌芽研究(2011-2012)
    「クロロエテン類センサーキナーゼの構造・機能解明とバイオレメディエーションへの応用」研究代表者(23651063)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B) (2011-2013)
    「効率的除去を目指した新奇硫化カルボニル分解酵素の高機能化」研究分担者(23310051)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B) (2009-2011)
    「ニトリルヒドラターゼファミリー酵素の触媒中心形成と触媒機構の解明」研究代表者(21350089)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B) (2007-2008)
    「チオシアネート加水分解酵素コバルト反応中心の機能と形成の分子機構明」研究代表者(19350080)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B)(2007-2008)
    「グループ2型シャペロニン機能発現の分子機構」研究分担者(19370038)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B)(2007-2008)
    「チオシアネート加水分解酵素コバルト反応中心の機能と形成の分子機構明」研究代表者(19350080)
  • 日本学術復興会 基盤研究(B)(2002-2003)
    「4次元結晶構造解析法によるニトリルヒドラターゼの水和反応その場観察」研究分担者(14380321)
  • 日本学術復興会 科研費 基盤研究(B)(2000-2002)
    「システイン酸化体を含む新規金属結合モチーフの機能解析」研究代表者(12440191)

<天辰>

  • 基盤研究(C) P型フォトクロミック反応を利用した蛍光モジュレーション分子アセンブリの理論設計(代表,H23-25(予定))
  • 特定領域研究(公募研究) ケイ素不飽和結合を有する分子の電子励起状態に関する理論的研究(代表,H20)
  • 特定領域研究(公募研究) ジフェニルジホスフェン類の光化学的挙動に関する理論的研究(代表,H19)
  • 基盤研究(C) 非経験的分子軌道法によるジアリールエテン類の光化学反応の検討と新規化合物設計(代表,H18-19)