2022/04/12 更新

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マキ コウスケ
槇 亙介
MAKI, Kosuke
所属
大学院理学研究科 理学専攻 物理学第一 准教授
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部
職名
准教授

学位 1

  1. 博士(理学) ( 東京大学 ) 

研究キーワード 4

  1. 機能

  2. 構造

  3. フォールディング

  4. 蛋白質

研究分野 1

  1. その他 / その他  / 生物物理学

経歴 6

  1. 名古屋大学 大学院理学研究科 物質理学専攻・准教授

    2007年6月

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    国名:日本国

  2. 自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンター・助教

    2007年4月 - 2007年5月

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    国名:日本国

  3. 東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻・助手

    2003年2月 - 2007年3月

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    国名:日本国

  4. Fox Chase Cancer Center, Postdoctoral associate

    2001年9月 - 2003年1月

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    国名:日本国

  5. 新エネルギー・産業技術総合開発機構・産業技術研究員(産業技術総合研究所にて研究に従事)

    2000年4月 - 2001年8月

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    国名:日本国

  6. 株式会社 海洋バイオテクノロジー研究所・契約研究員(工業技術院・生命工学工業技術研究所にて研究に従事)

    1999年4月 - 2000年3月

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    国名:日本国

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学歴 3

  1. 東京大学   理学系研究科   物理学専攻

    1996年4月 - 1999年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京大学   理学系研究科   物理学専攻

    1994年4月 - 1996年3月

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    国名: 日本国

  3. 東京大学   理学部   物理学科

    1990年4月 - 1994年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本物理学会

  2. 日本蛋白質科学会

  3. 日本生物物理学会

 

論文 3

  1. Energetics and kinetics of substrate analog-coupled staphylococcal nuclease folding revealed by a statistical mechanical approach 査読有り

    Mizukami Takuya, Furuzawa Shunta, Itoh Satoru G., Segawa Saho, Ikura Teikichi, Ihara Kunio, Okumura Hisashi, Roder Heinrich, Maki Kosuke

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   117 巻 ( 33 ) 頁: 19953 - 19962   2020年8月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1073/pnas.1914349117

    Web of Science

  2. Three-Step Isomerization of the Retinal Chromophore during the Anion Pumping Cycle of Halorhodopsin 査読有り

    Kouyama Tsutomu, Ihara Kunio, Maki Kosuke, Chan Siu Kit

    BIOCHEMISTRY   57 巻 ( 41 ) 頁: 6013-6026   2018年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00631

    Web of Science

  3. Characterization of kinetic folding intermediates of recombinant canine milk lysozyme by stopped-flow circular dichroism. 査読有り

    Nakao, M., Maki, K., Arai, M., Koshiba, T., Nitta, K. and Kuwajima, K.

    Biochemistry   44 巻 ( 17 ) 頁: 6685-6692   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

書籍等出版物 2

  1. *Protein Folding Handbook・Equilibrium and kinetically observed molten globule states.

    Maki, K., Kamagata, K., and Kuwajima, K.( 担当: 共著)

    WILEY-VCH  2005年 

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    記述言語:英語

  2. Protein Folding Handbook・Early events in protein folding explored by rapid mixing methods.

    Roder, H., Maki, K., Latypov, R. F., Cheng, H. and Shastry, M. C. R.( 担当: 共著)

    WILEY-VCH  2005年 

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    記述言語:英語

科研費 4

  1. リガンド結合を伴う蛋白質フォールディングの反応駆動力の解析

    研究課題/研究課題番号:20K06578  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    槇 亙介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    蛋白質が他の蛋白質や低分子リガンドと結合することによって複合体をつくるとき、構造変化を伴うことが多い。低分子リガンド結合を伴う折れ畳みでは、反応においてリガンド結合と折れ畳みのどちらが先に起こるのかに着目して研究がなされてきた。しかし、現実の系では、リガンド結合するにつれて折れ畳みが起こる、その逆など、互いに影響を及ぼし合いながら反応が進むことが予想される。反応を引き起こすしくみから考えはじめ、反応の物理的な機構を明らかにし、反応の様子を描く新たな方法を探索する。
    本研究は、リガンド結合を伴うフォールディングについて、反応に関わる分子種や遷移状態の安定性と構造に基づいて、反応を駆動する物理的相互作用を明らかにすることを目的とする。目的の達成のため、モデル蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase)を用いた。SNaseの特異的リガンドである基質アナログadenosine-3',5'-diphosphate (prAp)によるフォールディングを蛍光、円二色性(CD)を用いて系統的に観測した。また、共同研究を通じて、核磁気共鳴法(NMR)を用いた残基レベルの観測および分子動力学シミュレーション(MD)を用いた原子レベルでの解析をも行った。得られた結果に基づき、反応機構を、イジング様モデルを用いて解析することによって、反応の物理的駆動力を調べた。
    <BR>
    尿素2.9 M存在下の穏和な変性条件下において、prAp添加によってSNaseのリガンド誘導フォールディングを実現した。反応のprAp濃度依存性を測定することにより、その主要な反応経路がprAp濃度依存的にConformational selection(CS:構造形成→リガンド結合)からInduced fit(IF:リガンド結合→構造形成)へとシフトすることを見出した。特に、NMRおよびMDによる結果から、IF条件下において、SNaseとprApとが天然/非天然様相互作用を通じて緩やかに結合していることがわかった。さらにモデルを用いた解析により、リガンド濃度依存的に反応の自由エネルギー・ランドスケープがCSからIFへと移り変わることを明らかにした。反応の遷移状態が、prApのもつ二つのリン酸基に由来すると考えられる静電相互作用によって安定化されることが示唆された。
    令和二年度に計画していた研究項目である野生型SNaseのリガンドによるフォールディング条件の最適化、CDおよび蛍光を用いたフォールディング速度論・平衡論の測定、測定結果に基づいた統計力学モデルを用いた解析、同位体ラベル野生型SNaseの調製およびその天然状態のNMRスペクトルの帰属は終了した。さらに令和三年度に計画していた研究項目のうち、NMRを用いた実時間フォールディング測定およびその残基レベルの解析、変性状態のNMRスペクトルの帰属および変性状態におけるリガンド・蛋白質複合体の残基レベルの解析が終了した。現在、prApからリン酸基を一つずつ除去したprAおよびrApを用いたフォールディングを調べており、予備的な結果が得られている。
    令和二年度において実施した研究によって、リガンドによるSNaseのフォールディング、特にその遷移状態の形成において静電相互作用が果たす役割が大きいことが示唆された。静電相互作用は、prApがもつ二つのリン酸基に由来することが予想されるので、これらのリン酸基それぞれがSNaseのフォールディングに果たす役割を明らかにすることが重要であるとの認識に至った。このため、prApのリン酸基をそれぞれ一つずつ除去した「変異体リガンド」を用いて、SNaseのフォールディングに対するそれぞれのリン酸基の寄与を原子団レベルで明らかにすることを優先課題とする。

  2. 物理化学に基づく球状タンパク質の動態解析

    2012年4月 - 2016年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    槇亙介

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    担当区分:研究代表者 

  3. 球状蛋白質のフォールディング自由エネルギー地形と中間体構造アンサンブルの探索  

    2008年4月 - 2010年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    槙 亙介

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    担当区分:研究代表者 

  4. 球状蛋白質の自由エネルギー地形とフォールディング中間体構造アンサンブルの探索

    2006年4月 - 2008年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    槙亙介

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    担当区分:研究代表者 

 

担当経験のある科目 (本学) 9

  1. 化学物理学

    2013

  2. 物理学演習I-1

    2013

  3. 物理学実験

    2013

  4. 物理学実験

    2012

  5. 物理学演習I-1

    2012

  6. 化学物理学

    2012

  7. 物理学演習III

    2011

  8. 物理学演習I-1

    2011

  9. 化学物理学

    2011

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