研究室の紹介
城生体金属科学研究室
城 宜嗣
主任研究員
城 宜嗣 (D.Eng.)
メールアドレス

研究成果画像の説明はこちら

研究室プロフィール

生体内の要所に存在する金属タンパク質・酵素は、電子移動、分子状酸素の結合・活性化等の反応により生体エネルギーの生成や生体必須物質の合成・分解に関与し、さらに生理的に重要な一酸化窒素の生成・消去、また気体分子センサーとして細胞内情報伝達にもかかわっています。当研究室では、SPring-8理研ビームラインを用いたタンパク質結晶構造解析の構造情報を基に、長年培ったタンパク質の構造生物学的・物理化学的手法ならびに分子生物学・細胞生物学的手法も駆使し、金属タンパク質・酵素のin vitroin vivo における機能構造解析を行っています。これにより分子レベルでの生命現象理解の基盤を築くとともに、有効なセンシング技術、生物素子等の開発を目指した基礎研究も行っています。

研究テーマ

  1. 金属酵素の反応機構解析と分子構造解析
  2. 細胞情報伝達に関与する金属タンパク質の構造機能解析
  3. 細胞間を通した金属イオン輸送に関わるトランスポーターの構造機能解析
  4. タンパク質構造解析測定法の開発と応用

関連リンク

  1. 放射光科学総合研究センターの研究室紹介ページ新しいウィンドウが開きます。
  2. 研究室オリジナルページ新しいウィンドウが開きます。

プレスリリース・研究成果

2012年02月24日
原始的な生命の染色体立体構造を初めて解明
−パイプ型タンパク質が保護する遺伝情報−
2012年01月23日
プロトンの通り道から呼吸酵素の起源にせまる
−立体構造比較から呼吸酵素の分子進化を推測可能に−
2010年11月26日
温室効果ガス「亜酸化窒素」を発生させる酵素の立体構造を世界で初めて解明
−嫌気呼吸から酸素呼吸へと呼吸酵素が進化した手がかりを得る−
2009年10月14日
微生物の環境適応センサータンパク質の構造を解明 −光、熱、酸素、ストレスなどの環境変化への応答機構を発見−
2007年07月03日
抗がん剤インドロカルバゾールの骨組みを構築する酵素の立体構造を解明 - 放線菌がインドロカルバゾールを作り出すメカニズムの一端が明らかに - 新しいウィンドウが開きます。

『理研ニュース』(研究最前線)

2012年8月号
鉄と生物の化学を究める
 

RIKEN RESEARCH

2011年4月15日
呼吸のルーツを探る
温室効果ガスN2Oを発生させる細菌酵素の構造から、酸素呼吸の酵素の分子進化の道筋が明らかになるかもしれない新しいウィンドウが開きます。
2009年12月25日
細菌の環境変化センサーの構造を解明
環境の変化を感知するタンパク質複合体の詳細な構造が明らかに―植物の生育を制御したり細菌感染を防いだりする新規薬剤の開発の進展に期待新しいウィンドウが開きます。
2009年04月24日
研究のカギを握るミッシング・ピース
いまだ解明されない2つの酵素の生体内反応に関して新しい経路が提唱された 新しいウィンドウが開きます。
2008年03月28日
DNA複製制御機構の鍵
SPring-8大型放射光施設のビームラインを使った研究により、DNA複製制御機構に関する新たな知見が得られた 新しいウィンドウが開きます。
 

主要論文

  1. Sugimoto, H., Oda, S., Otsuki, T., Hino, T., Yoshida, T., and Shiro, Y.:
    "Crystal Structure of Human Indoleamine 2,3-dioxygenase: Insighhts into the Catalytic Mechanism of O2 Incorporation by a Heme-containing Dioxygenase"
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 2611-2616 (2006)
  2. Kumita, H., Matsuura, K., Hino, S., Hori, H., Fukumori, Y., Morishima, I., and Shiro, Y.:
    "NO Reduction by Nitric Oxide Reductase from Denitrifying Bacterium Pseudomonas aeruginosa: Characterization of Reaction Intermediates That Appear in the Single-Turnover Cycle"
    J. Biol. Chem., 279, 55247-55254 (2004).
  3. Nakamura, H., Kumita, H., Imai, K., Iizuka, T., and Shiro, Y.:
    "ADP Reduces the Oxygen Affinity of a Semsory Histidine Kinase FixL: The Possibility of an Enhanced Reciprocating Kinase Reaction"
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 2742-2746 (2004).
  4. Y. Matsumoto, T. Tosha, A. V. Pisliakov, T. Hino, H. Sugimoto, S. Nagano, Y. Sugita, Y. Shiro.:
    "Crystal Structure of Quinol-Dependent Nitric Oxide Reductase from Geobacillus stearithermophilus"
    Nat. Strl. Mol. Biol. 19, 238-245 (2012)
  5. S. Yamada, H. Sugimoto, M. Kobayashi, A. Ohno, H. Nakamura, Y. Shiro.:
    "Structure of PAS-linked Histidine Kinase and the Response Regulator Complex"
    Structure 17, 1333-1344 (2009)
  6. Y. Wang, H. Chen, M. Makino, Y. Shiro, S. Nagano, S. Asamizu, H. Onaka, S. Sason.:
    "Theoretical and Experimental Studies of the Conversion of Chromopyrrolic Acid to an Antitumor Derivative by Cytochrome P450 StaP: The Biological Role of Water Molecules"
    J. Am. Chem. Soc. 131, 6748-6762 (2009)
  7. O. Shoji, T. Fujishiro, H. Nakajima, M. Kim, S. Nagano, Y. Shiro, Y. Watanabe.:
    "Hydrogen Peroxide Dependent Monooxygenations by Tricking the Substrate Recognition of Cytochrome P450BSβ"
    Angw. Chem. Int. Ed. 46, 3656-3659 (2007)
  8. M. Makino, H. Sugimoto, Y. Shiro, S. Asamizu, H. Onaka, S. Nagano.:
    "Crystal Structures and Catalytic Mechanism of Cytochrome P450 StaP That Produces The Indolocarbazole Skeleton"
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 11591-11596 (2007)
  9. H. Mizuno, T. K. Mal, M. Welchli, A. Kikuchi, T. Fukano, R. Ando, J. Jeyakanthan, J. Taka, Y. Shiro, M. Ikura, A. Miyawaki.:
    "Light-dependent Regulation of Structural Flexibility in a Photochromic Fluorescent Protein"
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 9927-9932 (2008)
  10. T. Hino, Y. Matsumoto, S. Nagano, H. Sugimoto, Y. Fukumori, T. Murata, S. Iwata, Y. Shiro.:
    "Structural Basis of Biological N2O Generation by Bacterial Nitric Oxide Reductase"
    Science 330, 1666-1670 (2010)

メンバー

主宰者

城 宜嗣
主任研究員

スタッフ研究員

新海 暁男
先任研究員
杉本 宏
専任研究員
中村 寛夫
専任研究員
久野 玉雄
専任研究員
Kumarevel THIRUMANANSERI
専任研究員
當舎 武彦
専任研究員

ポスドク

土井 章弘
特別研究員

学生

佐藤 希美
大学院生リサーチ・アソシエイト