生体分子構造動態研究チーム

生命分子が働く場である細胞環境は、多種類の分子が高過密に充填されそれらが協調して働く動的な環境です。本研究チームでは、この細胞環境におけるタンパ ク質など生体分子の動的な振る舞いを主にNMR法を用いて解析して、生きた細胞におけるイベントを原子分解能で解明します。解析のための試料調製、安定同 位体標識、NMR測定、およびNMRデータ解析における技術の開発・高度化も行います。また、当センターの生命モデリングコアの研究室との連携により、生 体分子の動的な振る舞いに基づいた細胞動態の解明・モデル化に貢献します。

研究分野

工学 / 化学 / 生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学 / 免疫学 / 薬学 & 毒物学 / 植物 & 動物学 / 微生物学 / コンピューター科学

研究テーマ

• NMR法を用いた細胞環境および細胞再現環境における生体分子の解析
• 情報科学手法を活用したNMR測定・解析技術の開発
• 無細胞タンパク質合成技術を用いた安定同位体標識技術の開発

主要論文

1. Matsuda, T., Watanabe, S., and Kigawa, T.:
   "Cell-free synthesis system suitable for disulfide-containing proteins"
   Biochem. Biophys. Res. Commun. doi:10.1016/j.bbrc.2012.12.107 (2013).
2. Matsuda, T., Furumoto, S., Higuchi, K., Yokoyama, J., Zhang, M.R., Yanai, K., Iwata, R., and Kigawa, T.:
   "Rapid biochemical synthesis of (11)C-labeled single chain variable fragment antibody for immuno-PET by cell-free protein synthesis"
   Bioorg. Med. Chem. 20, 6579-82, (2012).
3. Akama, S., Yamamura, M., and Kigawa, T.:
   "A multiphysics model of in vitro transcription coupling enzymatic reaction and precipitation formation"
   Biophys. J. 102, 221-30, (2012).
4. Yokoyama, J., Matsuda, T., Koshiba, S., Tochio, N., and Kigawa, T.:
   "A practical method for cell-free protein synthesis to avoid stable isotope scrambling and dilution"
   Anal. Biochem. 411, 223-9, (2011).
5. Shin, J., Chakraborty, G., Bharatham, N., Kang, C., Tochio, N., Koshiba, S., Kigawa, T., Kim, W., Kim, K.T., and Yoon, H.S.:
   "NMR solution structure of human vaccinia-related kinase 1 (VRK1) reveals the C-terminal tail essential for its structural stability and autocatalytic activity"
   J. Biol. Chem. 286, 22131-8, (2011).
6. Arai, H., Watanabe, S., Kigawa, T., and Yamamura, M.:
   "A new modeling method in feature construction for the HSQC spectra screening problem"
   Bioinformatics 25, 948-53, (2009).
7. Aoki, M., Matsuda, T., Tomo, Y., Miyata, Y., Inoue, M., Kigawa, T., and Yokoyama, S.:
   "Automated system for high-throughput protein production using the dialysis cell-free method"
   Protein Expr. Purif. 68, 128-36, (2009).
8. Li, H., Koshiba, S., Hayashi, F., Tochio, N., Tomizawa, T., Kasai, T., Yabuki, T., Motoda, Y., Harada, T., Watanabe, S., Inoue, M., Hayashizaki, Y., Tanaka, A., Kigawa, T., and Yokoyama, S.:
   "Structure of the C-terminal phosphotyrosine interaction domain of Fe65L1 complexed with the cytoplasmic tail of amyloid precursor protein reveals a novel peptide binding mode"
   J. Biol. Chem. 283, 27165-78, (2008).
9. Yabuki, T., Motoda, Y., Hanada, K., Nunokawa, E., Saito, M., Seki, E., Inoue, M., Kigawa, T., and Yokoyama, S.:
   "A robust two-step PCR method of template DNA production for high-throughput cell-free protein synthesis"
   J. Struct. Funct. Genomics 8, 173-91, (2007).
10. Kobayashi, N., Iwahara, J., Koshiba, S., Tomizawa, T., Tochio, N., Guntert, P., Kigawa, T., and Yokoyama, S.:
    "KUJIRA, a package of integrated modules for systematic and interactive analysis of NMR data directed to high-throughput NMR structure studies"
    J. Biomol. NMR 39, 31-52, (2007).