非天然型アミノ酸技術研究チーム

創薬や生命科学研究に有用なタンパク質を合成する方法の一つは、生きた細胞にタンパク質の設計図を読みこませて、細胞に作ってもらうやり方です。この時、本来なら細胞が使わないアミノ酸（非天然型アミノ酸）も使えるように設計図を書き換えておくと、目的のタンパク質が作られたときの目印にできたり、複雑な酵素反応を経て完成するタンパク質を簡単に合成したりすることが可能です。このような人工的なコンポーネントを含んだタンパク質の生産技術を開発し、構造生物学やエピジェネティック創薬に対して、ユニークで最先端の技術支援を行います。また、無細胞タンパク質合成技術の高度化も行います。

研究分野

生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学

研究テーマ

• 生細胞における遺伝暗号の改変
• 非天然型アミノ酸の導入による新規タンパク質の創出
• 細胞内分子ネットワークを制御する分子の開発

主要論文

1. Kusano, S., Kukimoto-Niino, M., Hino, N., Ohsawa, N., Ikutani, M., Takaki, S., Sakamoto, K.,　Hara-Yokoyama, M., Shirouzu, M., Takatsu, K. and Yokoyama, S.:
   "Structural basis of interleukin-5 dimer recognition by its α receptor"
   Protein Sci. 21, 850-864 (2012).
2. Ohtake, K., Sato, A., Mukai, T., Hino, N., Yokoyama, S. and Sakamoto, K.:
   "Efficient decoding of the UAG triplet as a full-fledged sense codon enhances the growth of a prfA-deficient strain of Escherichia coli"
   J. Bacteriol. 194, 2606-2613 (2012).
3. Sato, S., Mimasu, S., Sato, A., Hino, N., Sakamoto, K., Umehara, T., Yokoyama, S.:
   "Crystallographic study of a site-specifically cross-linked protein complex with a genetically incorporated photoreactive amino acid"
   Biochemistry 50, 250-257 (2011).
4. Hayashi, A., Hino, N., Kobayashi, T., Arai, R., Shirouzu, M., Yokoyama, S. and Sakamoto, K.:
   "Dissecting cell signaling pathways with genetically encoded 3-iodo-L-tyrosine"
   Chembiochem. 12, 387-389 (2011).
5. Tagami, S., Sekine, S., Kumarevel, T., Hino, N., Murayama, Y., Kamegamori, S., Yamamoto, M., Sakamoto, K. and Yokoyama, S:
   "Crystal structure of bacterial RNA polymerase bound with a transcription inhibitor protein"
   Nature 468, 978-982 (2010).
6. Mukai, T., Hayashi, A., Iraha, F., Sato, A., Ohtake, K., Yokoyama, S. and Sakamoto, K:
   "Codon reassignment in the Escherichia coli genetic code"
   Nucleic Acids Res. 38, 8188-8195 (2010)
7. Iraha, F., Oki, K., Kobayashi, T., Ohno. S., Yokogawa, T., Nishikawa, K., Yokoyama, S. and Sakamoto, K.:
   "Functional replacement of the endogenous tyrosyl-tRNA synthetase-tRNA^Tyr pair by the archaeal tyrosine pair in Escherichia coli for genetic code expansion"
   Nucleic Acids Res. 38, 3682-3691 (2010).
8. Oki, K., Sakamoto, K., Kobayashi, T., Sasaki, H. M. and Yokoyama, S.:
   "Transplantation of a tyrosine editing domain into a tyrosyl-tRNA synthetase variant enhances its specificity for a tyrosine analog"
   Proc. Natl Acad. Sci. USA 105, 13298-13303 (2008).
9. Hino, N., Hayashi, A., Sakamoto, K. and Yokoyama, S.:
   "Site-specific incorporation of non-natural amino acids into proteins in the mammalian cells with an expanded genetic code"
   Nat. protocol 1, 2957-2962 (2007).
10. Hino, N., Okazaki, Y., Kobayashi, T., Hayashi, A., Sakamoto, K. and Yokoyama, S.:
    "Protein photo-cross-linking in mammalian cells by site-specific incorporation of a photoreactive amino acid"
    Nat. Methods 2, 201-206 (2005).