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チームリーダー
嶋田 一夫 Ph.D.

生体分子動的構造研究チーム

拠点横浜

E-mail ichio.shimada[at]riken.jp

[at]を@に変えてください

生体分子の機能発現の構造基盤を動的構造から理解する

膜タンパク質は生体内において重要な役割を果たすとともに最大の創薬標的タンパク質です。また近年は、医薬品開発における創薬標的の枯渇を解消する新たな可能性として、RNA への注目も高まっています。X 線結晶構造解析などはその立体構造解析に大きく貢献してきましたが、得られた立体構造は基本的に静的スナップショットであり、膜タンパク質やRNAなどの生体分子が機能している状態の動的構造や分子間相互作用を必ずしも反映していません。核磁気共鳴法(NMR)はこのような生体分子のin situでの動的構造情報を得ることができる分光法です。そこで本研究チームでは、生物学的に重要な生体分子を対象として、NMR を用いてその機能発現の構造基盤を解明します。

研究テーマ

  • 動的構造に基づく生体分子の機能発現機構の解明
  • 動的構造に基づくGPCRのシグナル伝達機構の解明
  • 脂質二重膜中の膜タンパク質の動的構造解析法の開発
  • 高分子量生体分子に適用可能なNMR解析法の開発

主要論文

Kaneko S, Imai S, Asao N, et al.
Activation mechanism of the μ-opioid receptor by an allosteric modulator.
Proceedings of the National Academy of Sciences 119(16), e2121918119 (2022) doi: 10.1073/pnas.2121918119

Shiraishi Y, Kofuku Y, Ueda T, et al.
Biphasic activation of β-arrestin 1 upon interaction with a GPCR revealed by methyl-TROSY NMR
Nature Communications 12, 7158 (2021) doi: 10.1038/s41467-021-27482-3

Iwahashi Y, Toyama Y, Imai S, et al.
Conformational equilibrium shift underlies altered K+ channel gating as revealed by NMR.
Nature Communications 11, 5168 (2020) doi: 10.1038/s41467-020-19005-3

Mizukoshi Y, Takeuchi K, Tokunaga Y, et al.
Targeting the cryptic sites: NMR-based strategy to improve protein druggability by controlling the conformational equilibrium.
Science Advances 6(40), eabd0480 (2020) doi: 10.1126/sciadv.abd0480

Zhao Q, Fujimiya R, Kubo S, et al.
Real-Time In-Cell NMR Reveals the Intracellular Modulation of GTP-Bound Levels of RAS.
Cell Reports 32(8), 108074 (2020) doi: 10.1016/j.celrep.2020.108074

Mizumura T, Kondo K, Kurita M, et al.
Activation of adenosine A2A receptor by lipids from docosahexaenoic acid revealed by NMR.
Science Advances 6(12), eaay8544 (2020) doi: 10.1126/sciadv.aay8544

Imai S, Yokomizo T, Kofuku Y, et al.
Structural equilibrium underlying ligand -dependent activation of β2 -adreno receptor.
Nature Chemical Biology 16, 430-439 (2020) doi: 10.1038/s41589-019-0457-5

Kano H, Toyama Y, Imai S, et al.
Structural mechanism underlying G protein family-specific regulation of G protein-gated inwardly rectifying potassium channel.
Nature Communications 10(1), 2008 (2019) doi: 10.1038/s41467-019-10038-x

Shimada I, Ueda T, Kofuku Y, et al.
GPCR drug discovery: integrating solution NMR data with crystal and cryo-EM structures.
Nature Reviews Drug Discovery 18(1), 59-82 (2019) doi: 10.1038/nrd.2018.180

Shiraishi Y, Natsume M, Kofuku Y, et al.
Phosphorylation-induced conformation of β2-adrenoceptor related to the arrestin recruitment revealed by NMR.
Nature Communications 9(1), 194 (2018) doi: 10.1038/s41467-017-02632-8

メンバー

嶋田 一夫

チームリーダー

今井 駿輔

上級研究員

白石 勇太郎

研究員

外山 侑樹

研究員

田村 さと子

テクニカルスタッフⅠ

金子 舜

大学院生リサーチ・アソシエイト

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