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Research Activities
若本 拓朗(ワカモト タクロウ)WAKAMOTO Takuro
  • 生命科学研究科 / Life Sciences
  • 生命科学/Life Sciences
  • 博士後期

研究活動Research Activities

研究テーマResearch Theme

研究テーマResearch theme高圧力NMR法によるユビキチン変性中間体の立体構造解析
研究キーワードKey words of researchユビキチン 高圧力NMR法 高エネルギー状態 変性中間体
研究概要Research outline 蛋白質は天然状態と変性状態の間で様々な形(立体構造)を取りながら存在している。それら蛋白質のユニークな立体構造は「生命現象」や「疾患メカニズム」に深く関わりがある。これまでの立体構造研究の発展のおかげで10万件以上の蛋白質構造がProtein Data Bank(PDB)に登録されている。しかし、登録されている全ての蛋白質を観ると最もギブズ自由エネルギー的に安定な天然状態だけであり、高いギブズ自由エネルギーを持った状態(高エネルギー状態)は皆無である。つまり、様々な形があるにもかかわらず我々は一つの形を観て生命現象を理解しようとしている、あるいは創薬研究をしているのである。これからの研究は天然状態の立体構造研究ではなく、高エネルギー状態の立体構造研究が重要になると考えている。

 ユビキチンは76個のアミノ酸残基からなる比較的小さな蛋白質であり、生体内で「不要となった蛋白質の除去」・「DNA修復」・「シグナル伝達」といった様々な生命機能に関わっている。これまでユビキチンは天然状態(N1)の他に準安定状態(N2)と局所変性状態(I)といった2つの高エネルギー状態の存在が確認されている(kitahara et al.PNAS 2003)。しかしそれら2つの状態は存在確率が極めて低いためX線結晶構造解析や通常の核磁気共鳴(NMR)法で決定することが困難である。我々は、「圧力」を用いて蛋白質構造を変化させることでNMR法により立体構造を決定していく。本研究では、常圧下で存在確率が0.1%程度しかないI状態の立体構造を高圧力NMR法によって明らかにしていく。
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    研究テーマResearch theme高圧力NMR法によるライム病関連蛋白質 Outer Surface Protein A の局所変性状態の立体構造解析
    研究キーワードKey words of research高圧力NMR法 ライム病  OspA 変性中間体
    研究概要Research outline ボレリア菌由来のOuter Surface Protein A (OspA, 31kDa)はライム病に関わる蛋白質である。ボレリア菌はマダニを介して哺乳類に感染することが知られている。細胞表面蛋白質であるOspAは、N末端とC末端に球状のドメインを持ち、露出されたβシート構造によってそれらのドメインを繋いでいる。C末端ドメインと中央のβシート構造が構造的に不安定な状態を持つ局所変性状態の存在が高圧力NMR法を用いた研究によって明らかにされている (Kitahara et.al.Biophysical Journal 2012)。C末端ドメインはダニの腸管表面の受容体を認識する部分であり、局所変性部分がアームのように伸び多様性を持つことで受容体認識に関わっているとされている。受容体認識の機能を理解するにはOspAの局所変性状態の立体構造研究は重要である。本研究では、高圧力NMR法を用いて高圧力下で局所変性状態を安定化させ原子レベルでの構造情報の取得を行う。さらに、30Å程度にまで及ぶ長距離の原子間距離情報を常磁性緩和促進(PRE)法によって取得し局所変性状態の構造状態を明らかにする。
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      共同研究・プロジェクトJoint Research/Projects

      院生プロジェクト・研究会Graduate Student Projects/Study Groups

      院生プロジェクト・研究会名Name of graduate student project/study group立命館大学大学院研究会活動支援制度・Beyond Borders研究会
      開始年度~終了年度Year project started ~ Year project completed2016年度~2017年度
      代表者名・所属・肩書きName of representative, affiliation, title若本拓朗・生命科学研究科・博士後期
      概要Outlineベイズ統計学による外国人観光客と地域住民間のトラブル解決
      分担内容・役割Roles/responsibilities assumed代表
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        留学・海外研究歴Study Abroad/Overseas Research Experiences

        渡航先(国) 渡航先(都市)Location (country, city)France Montpellier
        渡航先(機関)Location (institution)Centre de Biochimie Structurale de Montpellier
        渡航目的Purpose高圧力NMR法を用いたユビキチン変性中間体の15Nスピン緩和実験(R1, R2, hNOE)及び変性状態由来のアミノ酸信号帰属
        渡航開始年月日
        ~渡航終了年月日Start date ~ End date
        2014. 8. 5(平成26年 8月 5日)~2014. 9.25(平成26年 9月25日)

        インターンシップ歴Internship Experiences

        所属学会Affiliated Academic Societies

        所属学会名Affiliated academic societies日本核磁気共鳴学会 日本生物物理学会 日本蛋白質科学会

        学内奨学金・研究助成金獲得状況Internal Scholarships/Research Grants Received

        学外奨学金・研究助成金獲得状況External Scholarships/Research Grants Received

        外部資金獲得状況Outside Funding Acquired

        学会・社会における活動Activities in Academic Societies/Social Activities

        学会・社会における活動Outline of activities
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