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研究紹介

 

研究紹介

近年のゲノムプロジェクトにより、ヒトを含む様々な生物のゲノム配列が明らかとなりました。ポストゲノムといわれる今日では、生物を構成するタンパク質を理解することの重要性は、ますます高まっているといえます。DNAに書き込まれた遺伝情報の多くは、機能を持つタンパク質として発現します。発現したタンパク質は、それぞれの特異的な立体構造によって、酵素反応、免疫反応、エネルギー変換、物質輸送、細胞の複製や構成などの多彩な生命機能を担っています。さらに、タンパク質は、お互いが相互作用し、複雑なネットワークを構築して高機能な生命現象を可能にしています。
このようなタンパク質を理解するためには、構造と機能を知ることが必要です。X線結晶解析やNMRなどを用いたタンパク質の立体構造解析は、化学反応の分子や原子レベルでの理解のための基礎研究だけにとどまらず、構造を基にしたドラッグデザインといった創薬や、タンパク質酵素の安定性を高めることによる工業利用などの研究にも応用されています。
私は、X線結晶解析の手法を用いてタンパク質の構造を決定し、得られた立体構造から、タンパク質の持つ機能との相関を明らかにする研究をしています。最近のテーマの一つは、細菌のペリプラズムで行われている酸化発酵に関わる膜タンパク質の構造解析を行うことです。酸化発酵は、炭素源やエネルギー源を、好気的なTCAサイクルが二酸化炭素まで完全に酸化するのとは異なり、中間体である有機酸までしか酸化しない経路です。この酸化発酵は、得られるエネルギーは少ないのですが、他の生物が利用しにくい有機酸を合成することで、自身の生育に有利に働くという面があります。この酸化発酵という電子伝達系を担う膜タンパク質のなかに、ピロロキノリンキノン(PQQ)を補酵素とする酵素(キノプロテイン)が幾つかあり、それぞれの触媒機能と電子伝達機構の解明のために、立体構造の決定が待ち望まれています。そこで、私の研究室では、それら膜タンパク質であるキノプロテインの構造解析に向けて日々研究に励んでいます。