スタッフ

出村 誠教授 (DEMURA Makoto)

研究室
生物情報解析科学研究室
研究テーマ
生命の機能・情報分子の担い手であるタンパク質、細胞膜などの構造機能相関の解明、SDGs
研究キーワード

ぺプチド、タンパク質、膜タンパク質構造、機能解析、フォールディング、NMR、光生物学、ロドプシン、細胞死、バイオインフォマティクス、SDGs

研究内容

ロドプシンタンパク質は古細菌からヒトまで存在し、視覚センサー、光情報伝達系として興味深い生命活動を担っています。 分子構造や光受容サイクルはおどろくほど類似しているものの、タンパク質ごとに個別機能を示します。 私たちの研究室では、古細菌型ロドプシンを遺伝子工学的に探索し、イオン選択輸送や光情報伝達メカニズムを研究しています。

タンパク質のフォールディングと細胞死
タンパク質構造形成の解明にはフォールディング機構の研究が重要です。 一方で、タンパク質機能はフォールディングの時間軸で多様性を増すと私たちは考え、 従来から酵素機能が知られているミルクタンパク質がフォールディング過程では未知の細胞死活性をもつことを発見しました。 この分子メカニズムを解析しています。

タンパク質の構造決定・予測とバイオインフォマティクス
ゲノム情報が多数解読され、またタンパク質の立体構造もX線結晶解析やNMR構造解析で網羅的に解析されています。 実験的に得られた三次構造データベースから未知タンパク質の構造予測と構造精密化法の開発が期待できます。 ゲノム情報とNMRデータ解析など計算科学と実験科学の融合から生命情報解析科学の新領域の発展を目指します。

生物情報解析科学から産業応用研究への展開
タンパク質、ペプチドの基礎研究から産業技術への応用 (バイオインスパイア技術を用いた神経再生医療材料の開発など)を研究プロジェクトとして進めています。

担当学部・大学院

メッセージ

生体分子の構造機能相関の研究は、生命科学をリードする生物情報解析科学の基盤としてたいへん重要です。 原子レベルの立体構造情報解析法の開発や光情報伝達のインターフェイスとなるタンパク質の機能解析などの実験科学の他、 ゲノム情報解析や実験シミュレーションなど計算科学からのアプローチも融合・開発し、 創薬等医療研究への新しい生物情報解析科学の展開を目指しています!

代表的な研究業績

Takashi Tsukamoto, Chihiro Kikuchi, Hiromu Suzuki, Tomoyasu Aizawa,Takashi Kikukawa & Makoto Demura, Implications for the impairment of the rapid channel closing of Proteomonas sulcata anion channelrhodopsin 1 at high Cl− concentration, Scientific Reports, 8:13445 (2018)

Gang Dai, Xiong Geng, Chaoluomeng, J. Tamogami, T. Kikukawa, M. Demura, N. Kamo, T. Iwasa, Photocycle of Sensory Rhodopsin II from Halobacterium salinarum (HsSRII): Mutation of D103 Accelerates M Decay and Changes the Decay Pathway of a 13‐cis O‐like Species, Photochemistry and Photobiology, 94, 705–714 (2018)

Tamogami, T. Kikukawa, K. Ohkawa, N. Ohsawa, T. Nara, M. Demura, S. Miyauchi, T. Kimura-Someya, M. Shirouzu, S. Yokoyama, K. Shimono, N. Kamo, Interhelical interactions between D92 and C218 in the cytoplasmic domain regulate proton uptake upon N-decay in the proton transport of Acetabularia rhodopsin II, Journal of Photochemistry & Photobiology, B: Biology183, 35-45 (2018)

Nakajima, T. Tsukamoto, Y. Kumagai, Y. Ogura, T. Hayashi, J. Song, T. Kikukawa, M. Demura, K. Kogure, Y. Sudo, S. Yoshizawa, Presence of a Haloarchaeal Halorhodopsin-Like Cl- Pump in Marine Bacteria, Microbes Environ. , 2018 Mar 16.

Md. Ruhul Kuddus, Megumi Yamano, Farhana Rumi, Takashi Kikukawa, Makoto Demura, Tomoyasu Aizawa, Enhanced expression of cysteine-rich antimicrobial peptide snakin-1 in Escherichia coli using an aggregation-prone protein coexpression system, Biotechnology progress, 2017 May 27.

北大研究者総覧参照
https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.1QHsBood918oE.TupnhdqQ==.html

所属