光生物学研究室
光で働くタンパク質の分子機構解明と応用を目指した研究
- 研究テーマ
- 光受容タンパク質の機能発現機構の解明／有用な応用を目指した光受容タンパク質の機能修飾
- 研究キーワード
光受容タンパク質、光生物学、ロドプシン、オプトジェネティクス、指向性分子進化、膜タンパク質、イオンポンプ、膜輸送、トランスポータ
スタッフ
研究・教育内容
タンパク質は生命機能を持つソフトマターであり、細胞の中で実に巧妙に働いている分子機械である。タンパク質は、どのようにその構造を形成し、どのように構造を変化させ、どのように機能を導くのか？本研究室では、「光をエネルギー源として働くタンパク質（光受容タンパク質）」を主な研究対象にして、分光法や電気化学測定法を駆使しながら、時々刻々と変化するタンパク質の様子を原子レベルでとらえ、タンパク質の動作原理の解明に取り組んでいる。得られた知見をもとに、光受容タンパク質の機能を自由にデザインすることが究極の目標である。
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各科目の活用度
担当学部・大学院
- 学部担当:
理学部，生物科学科（高分子機能学），基幹講座 - 大学院担当:
大学院生命科学院，ソフトマター専攻，ソフトマター生命分子科学
お問合せ
- 研究室所在地
- 〒060-0810
札幌市北区北10条西8丁目
北海道大学理学部2号館8階 8-06 - 電話番号
- 011-706-3435
- kikukawa＊sci.hokudai.ac.jp（＊を半角@に変えて入力ください）
代表的な研究業績
- Hamada, C., Murabe, K., Tsukamoto, T., and Kikukawa, T., Direct detection of the chloride release and uptake reactions of Natronomonas pharaonis halorhodopsin. J. Biol. Chem. 300, 107712 (2024)
- Sato, Y., Hashimoto, T., Kato, K., Okamura, A., Hasegawa, K., Shinone, T., Tanaka, Y., Tanaka, Y., Tsukazaki, T., Tsukamoto, T., Demura, M., Yao, M., and Kikukawa, T., Multistep conformational changes leading to the gate opening of light-driven sodium pump rhodopsin. J Biol Chem 299, 105393 (2023)
- Ohki, Y., Shinone, T., Inoko, S., Sudo, M., Demura, M., Kikukawa, T., Tsukamoto, T., The preferential transport of NO3- by full-length Guillardia theta anion channelrhodopsin 1 is enhanced by its extended cytoplasmic domain, J. Biol. Chem. 299, 105305 (2023)
- Doi, Y., Watanabe, J., Nii, R., Tsukamoto, T., Demura, M., Sudo, Y., Kikukawa, T., Mutations conferring SO42− pumping ability on the cyanobacterial anion pump rhodopsin and the resultant unique features of the mutant, Sci. Rep. 12, 16422 (2022)
- Sasaki, S., Tamogami, J., Nishiya, K., Demura, M., Kikukawa, T., Replaceability of Schiff base proton donors in light-driven proton pump rhodopsins, J. Biol. Chem. 297, 101013 (2021)
- Kato, T., Tsukamoto, T., Demura, M., Kikukawa, T., Real-time identification of two substrate-binding intermediates for the light-driven sodium pump rhodopsin, J. Biol. Chem. 296, 100792 (2021)
- Kikuchi, C., Kurane, H., Watanabe, T., Demura, M., Kikukawa, T., Tsukamoto, T., Preference of Proteomonas sulcata anion channelrhodopsin for NO3− revealed using a pH electrode method, Sci. Rep. 11, 7908 (2021)
- Murabe, K., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Demura, M., Kikukawa, T., Direct Detection of the Substrate Uptake and Release Reactions of the Light-Driven Sodium-Pump Rhodopsin, J. Am. Chem. Soc. 142: 16023-16030 (2020)
- Iizuka, A., Kajimoto, K., Fujisawa, T., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Kamo, N., Jung, KH, Unno, M., Demura, M., Kikukawa, T., Functional importance of the oligomer formation of the cyanobacterial H+ pump Gloeobacter rhodopsin, Sci. Rep. 9: 10711 (2019)
- Tsukamoto, T., Kikuchi, C., Suzuki, H., Aizawa, T., Kikukawa, T., Demura, M., Implications for the impairment of the rapid channel closing of Proteomonas sulcata anion channelrhodopsin 1 at high Cl- concentrations, Sci. Rep., 8: 13445 (2018)