構造生物工学研究室では、生命現象に重要な役割を果たしているタンパク質や寄生虫など病原体の生存・増殖に関わっているタンパク質の立体構造を調べています。それによって、生命現象をタンパク質の作用機序という観点から分子レベルで理解することを目指しています。また、病原体のタンパク質の立体構造に基づいて阻害剤を設計することは、感染症治療薬の開発につながります。

研究・教育

　当研究室では、東京大学、岡山大学、長崎大学、熊本大学などの国内の研究者やナイジェリア、イギリス、フランス、スペインなどの海外の研究者と共同研究を行い、X線結晶解析によってタンパク質の立体構造を決定しています。そのため、研究室ではタンパク質を大腸菌に大量発現させて精製し結晶化させています。その結晶を使って放射光実験施設（SPring-8やPF）でX線回折強度データを測定し、立体構造を決定します。この立体構造から生命現象の分子レベルでの理解や創薬を行います。研究室のメンバーは、研究テーマを分担することで遺伝子工学、タンパク質化学、酵素学、構造生物学について学ぶことができます。また、全員が集まって行うセミナーやテーマ毎の少人数のディスカッションを通じて各自のテーマについて深く学んで研究を加速させると同時に、コミュニケーションやプレゼンテーション能力の向上を目指しています。私たちの研究が生命科学の進歩に寄与し社会貢献につながることを願っています。

研究課題

1. 核酸およびレドックス調節パスウェイを標的とする抗寄生虫薬の開発
2. 低酸素エネルギー代謝経路を標的にした分子創薬
3. シアン耐性酸化酵素やグリセロールキナーゼを標的にした抗寄生虫薬リード化合物の創成
4. さまざまなPLP酵素の構造機能相関の解明

業績

1. Okawa A, Shiba T, Hayashi M, Onoue Y, Murota M, Sato D, Inagaki J, Tamura T, Harada S, Inagaki K. (2021) Structural basis for substrate specificity of L-methionine decarboxylase. Protein Science, 30(3), 663-677.

2. Yamasaki S, Shoji M,Kayanuma M, Sladek MV, Inaoka DK, Matsuo Y, Shiba T, Young L, Moore AL, Kita K, Shigeta Y (2021) Weak O₂ binding and strong H₂O₂ binding at the non-heme diiron center of Trypanosome Alternative Oxidase. BBA – Bioenergetics, 1862,

3. Sato D, Hartuti ED, Inaoka DK, Sakura T, Amalia E, Nagahama M, Yoshioka Y, Tsuji N, Nozaki T, Kita K, Harada S, Matsubayashi M, Shiba T. (2020) Structural and biochemical features of Eimeria tenella dihydroorotate dehydrogenase, a potential drug target. Genes, 11(12), 1468.

4. Mochizuki K, Inaoka DK, Mazet M, Shiba T, Fukuda K, Kurasawa H, Millerioux Y, Boshart M, Balogun EO, Harada S, Hirayama K, Bringaud F, Kita K. (2020) The ASCT/SCS cycle fuels mitochondrial ATP and acetate production in Trypanosoma brucei. BBA – Bioenergetics, 1861, 148283.

5. Uno S, Masuya T, Shinzawa-Itoh K, Lasham J, Haapanen O, Shiba T, Inaoka DK, Sharma V, Murai M, Miyoshi H. (2020) Oversized ubiquinones as molecular probes for structural dynamics of the ubiquinone reaction site in mitochondrial respiratory complex I. Biol. Chem., 295(8), 2449-2463.

6. Balogun EO, Inaoka DK, Shiba T, Tsuge C, May B, Sato T, Kido Y, Nara T, Aoki T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Matsuoka S, Michels PAM, Watanabe YI, Moore AL, Harada S, Kita K. (2019) Discovery of trypanocidal coumarins with dual inhibition of both the glycerol kinase and alternative oxidase of Trypanosoma brucei brucei. FASEB J. 33(11), 13002-13013.

7. Wang X,, Miyazaki Y, Inaoka DK, Hartuti ED, Watanabe Y, Shiba T, Harada S, Saimoto H, Burrows JN, Francisco Javier Gamo Benito, Nozaki T, Kiyoshi Kita K. (2019) Identification of Plasmodium falciparum mitochondrial malate:quinone oxidoreductase inhibitors from the Pathogen Box. Genes, 10(6), 471.

8. Shiba T, Inaoka DK, Takahashi G, Tsuge C, Kido Y, Young L, Ueda S, Balogun EO, Nara T, Honma T, Tanaka A, Inoue M, Saimoto H, Harada S, Moore AL, Kita K. (2019) Insights into the ubiquinol/dioxygen binding and proton relay pathways of the alternative oxidase. BBA – Bioenergetics, 1860, 375-382.

9. Matsubayashi M, Inaoka DK, Komatsuya K, Hatta T, Kawahara F, Sakamoto K, Hikosaka K, Yamagishi J, Sasai K, Shiba T, Harada S, Tsuji N, Kita K. (2019) Novel Characteristics of Mitochondrial Electron Transport Chain from Eimeria tenella. Genes, 10, 29.

10. Miyazaki Y, Inaoka DK, Shiba T, Saimoto H, Sakura T, Amallia E, Kido Y, Sakai C, Nakamura M, Moore AL, Harada S, Kita K. (2018) Selective cytotoxicity of dihydroorotate dehydrogenase inhibitors to human cancer cells under hypoxia and nutrient-deprived conditions. Pharmacol., 04 September 2018, doi.org/10.3389/fphar.2018.00997.

研究室