A01-1：「生命金属動態に関与するタンパク質分子の構造機能ダイナミクス研究」
城 宜嗣（兵庫県立大学大学院生命理学研究科）
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全ての生物にとって、鉄は様々な生理作用に関わる必須微量元素であり、外部から生体内（細胞内）への吸収、輸送、感知、貯蔵を経て活用されます。この生体内での鉄の輸送、感知、貯蔵、活用を生命鉄動態と定義します。生命鉄動態は、様々なタンパク質によって制御され、この制御は細胞内という様々な生体物質が非常に密に存在する状況で、関連タンパク質同士の相互作用と各々のタンパク質の大きな構造の変化を伴っています。ヒトにおいては、これらタンパク質の機能不全や制御不全による生命鉄動態の破綻は、重篤な疾病につながります。一方、病原菌はヒトの赤血球から鉄を奪取して感染増殖するため、その鉄動態の制御阻害は抗菌薬デザインの鍵となります。本研究では、時間分解測定の手法を用いて、ヒトと病原菌の生命鉄動態に関わるタンパク質（鉄還元酵素、膜輸送体（トランスポーター）、センサータンパク質、酵素など）を研究対象とし、それらの機能時の動的な構造（構造ダイナミクス）とそれらの細胞内での機能（機能ダイナミクス）を分子構造を基に理解します。
【関連する代表的論文】
T. Hino, Y. Matsumoto, S. Nagano, H. Sugimoto, Y. Fukumori, T. Murata, S. Iwata, Y. Shiro
“Structural Basis of Biological N2O Generation by Bacterial Nitric Oxide Reductase”
Science 2010, 330, 1666-1670
doi:10.1126/science.1195591
E. Terasaka, K. Yamada, P.-H. Wang, K. Hosokawa, R. Yamagiwa, K. Matsumoto, S. Ishii, T. Mori, K. Yagi, H. Sawai, H. Arai, H. Sugimoto, Y. Sugita, Y. Shiro, T. Tosha
“Dynamics of Nitric Oxide Controlled by Protein Complex in Bacterial System”
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 9888-9893
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T. Tosha, T. Nomura, T. Nishida, N. Saeki, K. Okubayashi, R. Yamagiwa, M. Sugahara, T. Nakane, K. Yamashita, K. Hirata, G. Ueno, T. Kimura, T. Hisano, K. Muramoto, H. Sawai, H. Takeda, E. Mizohata, A. Yamashita, Y. Kanematsu, Y. Takano, E. Nango, R. Tanaka, O. Nureki, Y. Ikemoto, H. Murakami, S. Owada, K. Tono, M. Yabashi, M. Yamamoto, H. Ago, S. Iwata, H. Sugimoto, Y. Shiro, M. Kubo
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Nat. Commun. 2017, 8, 1585
doi: 10.1038/s41467-017-01702-1
G. S. A. Wright, A. Saeki, T. Hikima, Y. Nishizono, T. Hisano, M. Yamamoto, S. V. Antonyuk, S. S. Hasnain, Y. Shiro, H. Sawai
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Sci. Signal. 2018, 11, aaq0825
doi: 10.1126/scisignal.aaq0825
M. Ganasen, H. Togashi, H. Takeda, H. Asakura, T. Tosha, K. Yamashita, K. Hirata, Y. Nariai, T. Urano, X. Yuan, I. Hamza, A. G. Mauk, Y. Shiro, H. Sugimoto, H. Sawai
“Structural Basis for Promotion of Duodenal Iron Absorption by Enteric Ferric Reductase with Ascorbate”
Commun. Biol. 2018, 1: 120
doi: 10.1038/s42003-018-0121-8