A1-1 タンパク質の構造解析支援よろず相談窓口

ユニット名

構造解析ユニット

支援担当者

所属 ① 理化学研究所 放射光科学研究センター
② 高エネルギー加速器研究機構 構造生物学研究センター
③ 大阪大学 蛋白質研究所
氏名 ① 山本 雅貴
② 千田 俊哉
③ 栗栖 源嗣
AMED
事業
課題名 生命科学と創薬研究に向けた相関構造解析プラットフォームによる支援と高度化
代表機関 理化学研究所
代表者 山本 雅貴

支援技術のキーワード

オーダーメード構造解析手法提案、相関構造解析

支援技術の概要

構造解析に馴染みのない方に、知りたい情報を効率よく取得していただくことを目的に、各々異なる特徴を持つ構造解析技術の選択や組み合わせを構造解析ユニット横断的に行い、パッケージ化した構造情報取得の枠組みを提供する。構造解析ユニットが提供する構造解析手法である「X線結晶構造解析」、「X線自由電子レーザー結晶構造解析」、「中性子結晶構造解析」、「クライオ電子顕微鏡」、「核磁気共鳴(NMR)」、「X線小角散乱解析」、「中性子小角散乱解析」の各々は引き出す構造情報に特徴がある。またそれぞれの構造解析手法で、その特徴を生かしたアプリケーションを提供している。「X線結晶構造解析」のスループットの高さを生かした「化合物スクリーニング」はその一例である。これらの構造解析手法やアプリケーションの適切な選択と組み合わせからなる支援パッケージ「相関構造解析」を構築できれば、知りたい情報を効果的に取得できる。性格の異なる構造解析手法を組み合わせた相関構造解析は、「時空間の中での構造多様性やその遷移によって現れる蛋白質の機能発現の構造的背景の解明」などで大きな力を発揮する。また、構造解析ユニットでは、これまでに蓄積された生体高分子の構造解析関連情報のリポジトリを活用した「解析対象に焦点を当てた試料情報」の提供もおこなっている。この試料情報は、最適な構造解析手法やその組み合わせの選択や構造解析手法の能力を最大限発揮させるための最適な試料準備の情報となる。さらに、皆さんの知りたい情報を得る上でユニット間連携が必要となる場合、構造解析内ユニット内に止まることなく、適切な技術を持つ他領域・ユニットへの橋渡しも行う。この支援は、構造解析のプロフェッショナルが、生物・医学・化学など多様な研究分野で構造解析を活用しようとなさる皆さんの知りたい情報をお聞きし、最適な構造情報取得の枠組みを提供する相談窓口である。

支援技術の利用例

  • SPring-8とSACLAが連携して「光化学系IIの水分解反応過程の化学反応の解明」を支援した。
    http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2017/170221/
    http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2019/191018/

  • X線結晶構造解析とX線小角散乱解析を組み合わせが「根粒菌による窒素固定で働く酸素センサータンパク質の機能を解明」に結実した。
  • http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2018/180411/

  • クライオ電子顕微鏡、X線結晶構造解析とNMRを組み合わせることで初めて「光合成電子リレーで電子を再利用する仕組みを解明」できた。
  • https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2018/20181221_2

  • X線結晶解析とNMR、それに生化学解析を組み合わせが「光合成の末端電子伝達反応を可視化」することに必須であった。
  • https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2018/20180403_1

  • X線結晶構造解析とクライオ電顕を組み合わせ、さまざまな酵素の反応機構の解明を支援してきた
  • https://www.kek.jp/wp-content/uploads/2021/11/pr20211117.pdf
    https://www.kek.jp/wp-content/uploads/2022/06/pr20220602.pdf

  • X線結晶構造解析と小角散乱を組み合わせtRNAのメチル化の仕組みを解明
  • https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/PR20191031.pdf

    支援担当者の研究概要

    山本 雅貴
    https://researchmap.jp/read0117901
    構造生命科学、構造生物学、相関構造解析、創薬科学、構造ダイナミクス研究

    千田 俊哉
    https://researchmap.jp/SendaToshiya
    X線結晶構造解析、構造生物学、生化学

    栗栖 源嗣
    https://researchmap.jp/read0051718
    蛋白質構造データベース、構造生物学、生物物理学、生物無機化学、蛋白質結晶学

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