量子生命構造創薬センター 千葉大学大学院理学研究科附属

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cQUESTシンポジウム「膜タンパク質内部のイオン透過を考える」

開催概要・申し込み

２０２５年１２月１０日（水）１３時～１１日（木）１１時４０分　
千葉大学柏の葉キャンパス　バイオヘルス・オープンイノベーション・ハブ A棟セミナー室　
  • シンポジウムはどなたでも無料で参加していただけます
  • 下記リンクから参加登録、および情報交換会(懇親会)への参加の有無をご登録ください(11月30日締め切り)
    • 飲食の準備の事情により、お早めの登録をしていただけると大変助かります。
  • 情報交換会(懇親会)は会費制とさせていただきます(一般: 4000円, 学生: 1000円)

▶ 申し込みフォームはこちら

シンポジウムの目的

 本研究会は 2015 年開催の「膜タンパク質内部のプロトン透過を考える」を継承し、過去 10 年で得られた構造・計算・時間分解計測の成果を総括して、各膜タンパク質内部におけるイオン透過機構の理解を共有することを目的とする。クライオ電顕や時分割結晶構造解析、精密 MD/QM-MM シミュレーションの進歩により、各膜タンパク質における多様なイオン輸送経路と選択性フィルターが定量的に可視化できる時代に入った。本研究会では、各膜タンパク質におけるプロトンとその他イオン透過の相違・共通点を俯瞰し、① Grotthuss 型ホッピングと脱水・再水和過程のエネルギー論的対比、② 駆動イオン選択の進化的意義と人工改変の可能性、③ 未解決課題の整理と今後 10 年の研究指針提示を主要目標とする。実験と理論の研究者が一堂に会し、多階層データを統合して「膜タンパク質内部イオン透過の本質」に迫る場を提供したい。

討論内容

研究会は四つのテーマ別セッションで進行し、最後に総括として横断総合討論を行う。

１: 膜チャネルにおけるイオン輸送について 膜チャネル---Na⁺ チャネルと H⁺ チャネルを対比し、結晶構造と動態解析から Grotthuss ホッピングとイオン脱水・再水和のエネルギー差を検証する。人工チャネルの MD 計算も取り入れ、透過メカニズムの普遍原理を探る。
２: 光駆動性ロドプシンにおけるイオン輸送について 光駆動性ロドプシン---H⁺／Na⁺／Cl⁻ ポンプ・チャネル型ロドプシンの輸送能、輸送の向き、構造多様性を整理し、光刺激後のイオン透過経路を時分割結晶解析や先端的分光計測、電気生理学的計測、高精度MD 計算で可視化することで、光エネルギー変換によるイオン輸送過程を比較する。
３: イオン輸送性ATPase（F, V, P）におけるイオン輸送について イオン輸送性ATPase--- H⁺ 輸送性およびNa⁺ 輸送性 V-ATPaseの構造・機能解析結果を起点に、イオン結合サイトの協調運動を MD 計算と結び付けて議論する。さらに、H⁺/K⁺ およびNa⁺/K⁺ 輸送性 P-ATPaseの構造・機能解析結果を手掛かりに、H⁺ 排出と K⁺ 取り込みがどう協調するかを議論する。
４: 鞭毛におけるイオン輸送について べん毛モーター---H⁺ 型と Na⁺ 型モーターにおけるステーターの構造をもとに、イオン透過経路について議論する。べん毛タンパク質輸送装置においてもイオン透過は機能に必須であり、同様に議論する。また、ステーターとローターとの相互作用から、べん毛モーターにおけるイオン駆動力のエネルギー変換についての知見と課題を整理する。さらに、MD 計算を通じてイオン駆動変換の普遍メカニズムと人工的切替の可能性を議論する。
横断総合討論 横断総合討論では、プロトンホッピングとイオン脱水バリアの普遍性・多様性、イオン選択スイッチの進化的意義と工学的限界、高時空間分解能実験とマルチスケール計算の統合、医薬・バイオエナジー・ナノテクへの応用展望を総括し、未解決課題と新たな共同研究テーマを抽出する。

プログラム

12月10日（1日目）

13:00　はじめに　村田武士（千葉大）［5分］

セッション１：膜チャネルにおけるイオン輸送について

座長： 宮田真人（大阪公大）、神取秀樹（名工大）

  • 13:05　入江克雅（和医大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 13:30　藤原祐一郎（広島大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 13:55　池口満徳（横市大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 14:20　総合討論［15分］

14:35　休憩［5分］

セッション２：光駆動性ロドプシンにおけるイオン輸送について

座長： 林重彦（京大）、錦野達郎（名工大）

  • 14:40　井上圭一（東大）［25分］「微生物ロドプシンのイオン輸送におけるプロトンの役割とその不思議」
  • 15:05　古谷祐詞（名工大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 15:30　菊川峰志（北大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 15:55　辻村真樹（理研）［25分］「演題タイトル未定」
  • 16:20　総合討論［15分］

16:35　休憩［5分］

セッション３：イオン輸送性ATPase（F, V, P）におけるイオン輸送について

座長： 吉田賢右（京産大）、飯野亮太（分子研）

  • 16:40　岡崎圭一（分子研）［25分］「演題タイトル未定」
  • 17:05　大友章裕（京大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 17:30　安田賢司（千葉大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 17:55　阿部一啓（北大）［25分］「演題タイトル未定」
  • 18:20　総合討論［15分］

19:00　情報交換会[2時間]

12月11日（2日目）

セッション４：鞭毛におけるイオン輸送について

座長： 難波啓一（阪大）、本間道夫（名大）

  • 9:00　小嶋誠司（名大）［25分］「演題タイトル」
  • 9:25　南野徹（阪大）［25分］「プロトン流に共役したべん毛蛋白質輸送のしくみ」
  • 9:50　北尾彰朗（科学大）［25分］「演題タイトル」
  • 10:15　総合討論［15分］

横断総合討論

10:30　横断総合討論［60分］

座長： 村田武士（千葉大）、飯野亮太（分子研）、錦野達郎（名工大）

討論参加者（五十音順）：
神取秀樹（名工大）、難波啓一（阪大）、林重彦（京大）、本間道夫（名大）、宮田真人（大阪公大）、吉田賢右（京産大）＋講演者全員

11:30　おわりに　村田武士（千葉大）［5分］

11:35　写真撮影

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