研究者詳細

顔写真

フジワラ　タカアキ
藤原　孝彰
Takaaki Fujiwara
所属
多元物質科学研究所　有機・生命科学研究部門　量子ビーム構造生物化学研究分野
職名
助教
学位

  • 博士（生命科学）（北海道大学）

  • 修士（生命科学）北海道大学

経歴 5

  • 2020年10月 ～ 継続中
    東北大学　多元物質科学研究所 有機・生命科学研究部門　助教

  • 2018年7月 ～ 2020年9月
    シミックファーマサイエンス株式会社　CMC事業部　研究員

  • 2017年4月 ～ 2018年6月
    国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構　高度解析センター　契約研究員

  • 2014年4月 ～ 2017年3月
    京都大学大学院　医学研究科　特定研究員

  • 2013年4月 ～ 2014年3月
    北海道大学大学院　先端生命科学研究院　博士研究員

学歴 2

  • 北海道大学大学院　生命科学院　生命科学専攻（博士後期過程）

    2010年4月 ～ 2013年3月

  • 北海道大学大学院　生命科学院　生命科学専攻（博士前期過程）

    2008年4月 ～ 2010年3月

委員歴 2

  • SPRUC放射光構造生物学研究会 幹事

    2022年6月 ～ 継続中

  • 日本生物物理学会　分野別専門委員（糖結合タンパク質）

    2021年1月 ～ 継続中

所属学協会 5

  • 日本農芸化学会

  • 日本生物物理学会

  • 日本応用糖質科学会

  • 日本蛋白質科学会

  • 日本結晶学会

研究キーワード 4

  • 糖質関連酵素

  • シリアルフェムト秒結晶構造解析

  • X線結晶構造解析

  • G-protein coupled receptor

研究分野 1

  • ライフサイエンス / 構造生物化学 /

受賞 2

  1. 第24回 日本蛋白質科学会 若手奨励賞

    2024年6月　Structural analysis of diterpene cyclase CotB2 at ambient temperature

  2. 平成25年度日本応用糖質科学会北海道支部 支部奨励賞

    2014年1月　セロビオース 2-エピメラーゼの構造解析による異性化反応機構解明

論文 16

  1. Rapid and reversible fluorescent probe enables repeated snapshot imaging of AMPA receptors during synaptic plasticity 査読有り

    Kyohei Soga, Takaaki Fujiwara, Mayu Nakagawa, Akihiro Shibata, Hansel Adriel, Kenji Yatsuzuka, Wataru Kakegawa, Michisuke Yuzaki, Itaru Hamachi, Eriko Nango, Shigeki Kiyonaka

    Science Advances　11　(23)　2025年6月6日

    DOI： 10.1126/sciadv.adt6683 　

  2. Structural basis for the minimal bifunctional alginate epimerase AlgE3 from Azotobacter chroococcum 査読有り

    Takaaki Fujiwara, Eriko Mano, Eriko Nango

    FEBS Letters　598　(11)　1422-1437　2024年6月

    DOI： 10.1002/1873-3468.14886 　

  3. Juglone, a Plant-Derived 1,4-Naphthoquinone, Binds to Hydroxylamine Oxidoreductase and Inhibits the Electron Transfer to Cytochrome c554 査読有り

    Yukie Akutsu, Takaaki Fujiwara, Rintaro Suzuki, Yuki Nishigaya, Toshimasa Yamazaki

    Applied and Enviromental Microbiology　e0129123　2023年11月

  4. Serial Femtosecond Crystallography Reveals that Photoactivation in a Fluorescent Protein Proceeds via the Hula Twist Mechanism 査読有り

    Alisia Fadini, Christopher D.M. Hutchison, Dmitry Morozov, Jeffrey Chang, Karim Maghlaoui, Samuel Perrett, Fangjia Luo, Jeslyn C.X. Kho, Matthew G. Romei, R. Marc L. Morgan, Christian M. Orr, Violeta Cordon-Preciado, Takaaki Fujiwara, Nipawan Nuemket, Takehiko Tosha, Rie Tanaka, Shigeki Owada, Kensuke Tono, So Iwata, Steven G. Boxer, Gerrit Groenhof, Eriko Nango, Jasper J. van Thor

    Journal of the American Chemical Society　145　(29)　15796-15808　2023年7月7日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/jacs.3c02313 　

    ISSN：0002-7863

    eISSN：1520-5126

  5. Structural snapshot of glycoside hydrolase family 8 endo-beta-1,4-glucanase capturing the state after cleavage of the scissile bond 査読有り

    Takaaki Fujiwara, Ayumi Fujishima, Yui Nakamura, Kenji Tajima, Min Yao

    Acta Crystallographica Section D　78　(2)　228-237　2022年2月

    出版者・発行元： International Union of Crystallography (IUCr)

    DOI： 10.1107/s2059798321012882 　

    ISSN：2059-7983

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    Bacterial cellulose (BC), which is produced by bacteria, is a biodegradable and biocompatible natural resource. Because of its remarkable physicochemical properties, BC has attracted attention for the development and manufacture of biomedical and industrial materials. In the BC production system, the enzyme endo-β-1,4-glucanase, which belongs to glycoside hydrolase family 8 (GH8), acts as a cleaner by trimming disordered cellulose fibers to produce high-quality BC. Understanding the molecular mechanism of the endo-β-1,4-glucanase would help in developing a reasonable biosynthesis of BC. Nevertheless, all of the steps in the reaction of this endo-β-1,4-glucanase are not clear. This study confirms the BC hydrolytic activity of the endo-β-1,4-glucanase from the BC-producing bacterium <italic>Enterobacter</italic> sp. CJF-002 (<italic>Eb</italic>BcsZ) and reports crystal structures of <italic>Eb</italic>BcsZ. Unlike in previously reported GH8 endo-β-1,4-glucanase structures, here the base catalyst was mutated (D242A) and the structure of this mutant bound to cellooligosaccharide [<italic>Eb</italic>BcsZ(D242A)CPT] was analyzed. The <italic>Eb</italic>BcsZ(D242A)CPT structure showed two cellooligosaccharides individually bound to the plus and minus subsites of <italic>Eb</italic>BcsZ. The glucosyl unit in subsite −1 presented a distorted 5 <italic>S</italic> 1 conformation, a novel snapshot of a state immediately after scissile-bond cleavage. In combination with previous studies, the reaction process of endo-β-1,4-glucanase is described and the β-1,4-glucan-trimming mechanism of <italic>Eb</italic>BcsZ is proposed. The <italic>Eb</italic>BcsZ(D242A)CPT structure also showed an additional β-1,4-glucan binding site on the <italic>Eb</italic>BcsZ surface, which may help to accept the substrate.

  6. Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin 国際誌 査読有り

    Kazumasa Oda, Takashi Nomura, Takanori Nakane, Keitaro Yamashita, Keiichi Inoue, Shota Ito, Johannes Vierock, Kunio Hirata, Andrés D Maturana, Kota Katayama, Tatsuya Ikuta, Itsuki Ishigami, Tamaki Izume, Rie Umeda, Ryuun Eguma, Satomi Oishi, Go Kasuya, Takafumi Kato, Tsukasa Kusakizako, Wataru Shihoya, Hiroto Shimada, Tomoyuki Takatsuji, Mizuki Takemoto, Reiya Taniguchi, Atsuhiro Tomita, Ryoki Nakamura, Masahiro Fukuda, Hirotake Miyauchi, Yongchan Lee, Eriko Nango, Rie Tanaka, Tomoyuki Tanaka, Michihiro Sugahara, Tetsunari Kimura, Tatsuro Shimamura, Takaaki Fujiwara, Yasuaki Yamanaka, Shigeki Owada, Yasumasa Joti, Kensuke Tono, Ryuichiro Ishitani, Shigehiko Hayashi, Hideki Kandori, Peter Hegemann, So Iwata, Minoru Kubo, Tomohiro Nishizawa, Osamu Nureki

    eLife　10　2021年3月23日

    出版者・発行元： eLife Sciences Publications, Ltd

    DOI： 10.7554/elife.62389 　

    eISSN：2050-084X

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    Channelrhodopsins (ChRs) are microbial light-gated ion channels utilized in optogenetics to control neural activity with light . Light absorption causes retinal chromophore isomerization and subsequent protein conformational changes visualized as optically distinguished intermediates, coupled with channel opening and closing. However, the detailed molecular events underlying channel gating remain unknown. We performed time-resolved serial femtosecond crystallographic analyses of ChR by using an X-ray free electron laser, which revealed conformational changes following photoactivation. The isomerized retinal adopts a twisted conformation and shifts toward the putative internal proton donor residues, consequently inducing an outward shift of TM3, as well as a local deformation in TM7. These early conformational changes in the pore-forming helices should be the triggers that lead to opening of the ion conducting pore.

  7. Structure of the dopamine D2 receptor in complex with the antipsychotic drug spiperone 査読有り

    Dohyun Im, Asuka Inoue, Takaaki Fujiwara, Takanori Nakane, Yasuaki Yamanaka, Tomoko Uemura, Chihiro Mori, Yuki Shiimura, Kanako Terakado Kimura, Hidetsugu Asada, Norimichi Nomura, Tomoyuki Tanaka, Ayumi Yamashita, Eriko Nango, Kensuke Tono, Francois Marie Ngako Kadji, Junken Aoki, So Iwata, Tatsuro Shimamura

    Nature Communications　11　(1)　2020年12月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-020-20221-0 　

    eISSN：2041-1723

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    <title>Abstract</title>In addition to the serotonin 5-HT2A receptor (5-HT2AR), the dopamine D2 receptor (D2R) is a key therapeutic target of antipsychotics for the treatment of schizophrenia. The inactive state structures of D2R have been described in complex with the inverse agonists risperidone (D2Rris) and haloperidol (D2Rhal). Here we describe the structure of human D2R in complex with spiperone (D2Rspi). In D2Rspi, the conformation of the extracellular loop (ECL) 2, which composes the ligand-binding pocket, was substantially different from those in D2Rris and D2Rhal, demonstrating that ECL2 in D2R is highly dynamic. Moreover, D2Rspi exhibited an extended binding pocket to accommodate spiperone’s phenyl ring, which probably contributes to the selectivity of spiperone to D2R and 5-HT2AR. Together with D2Rris and D2Rhal, the structural information of D2Rspi should be of value for designing novel antipsychotics with improved safety and efficacy.

  8. High-viscosity sample-injection device for serial femtosecond crystallography at atmospheric pressure 国際誌 査読有り

    Yoshiaki Shimazu, Kensuke Tono, Tomoyuki Tanaka, Yasuaki Yamanaka, Takanori Nakane, Chihiro Mori, Kanako Terakado Kimura, Takaaki Fujiwara, Michihiro Sugahara, Rie Tanaka, R. Bruce Doak, Tatsuro Shimamura, So Iwata, Eriko Nango, Makina Yabashi

    Journal of Applied Crystallography　52　(6)　1280-1288　2019年12月1日

    出版者・発行元： International Union of Crystallography (IUCr)

    DOI： 10.1107/s1600576719012846 　

    eISSN：1600-5767

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    A sample-injection device has been developed at SPring-8 Angstrom Compact Free-Electron Laser (SACLA) for serial femtosecond crystallography (SFX) at atmospheric pressure. Microcrystals embedded in a highly viscous carrier are stably delivered from a capillary nozzle with the aid of a coaxial gas flow and a suction device. The cartridge-type sample reservoir is easily replaceable and facilitates sample reloading or exchange. The reservoir is positioned in a cooling jacket with a temperature-regulated water flow, which is useful to prevent drastic changes in the sample temperature during data collection. This work demonstrates that the injector successfully worked in SFX of the human A2A adenosine receptor complexed with an antagonist, ZM241385, in lipidic cubic phase and for hen egg-white lysozyme microcrystals in a grease carrier. The injection device has also been applied to many kinds of proteins, not only for static structural analyses but also for dynamics studies using pump–probe techniques.

  9. Crystal Structures of Human Orexin 2 Receptor Bound to the Subtype-Selective Antagonist EMPA 査読有り

    Ryoji Suno, Kanako Terakado Kimura, Takanori Nakane, Keitaro Yamashita, Junmei Wang, Takaaki Fujiwara, Yasuaki Yamanaka, Dohyun Im, Shoichiro Horita, Hirokazu Tsujimoto, Maki S. Tawaramoto, Takatsugu Hirokawa, Eriko Nango, Kensuke Tono, Takashi Kameshima, Takaki Hatsui, Yasumasa Joti, Makina Yabashi, Keiko Shimamoto, Masaki Yamamoto, Daniel M. Rosenbaum, So Iwata, Tatsuro Shimamura, Takuya Kobayashi

    Structure　26　(1)　7-19.e5　2018年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.str.2017.11.005 　

    ISSN：0969-2126

  10. A three-dimensional movie of structural changes in bacteriorhodopsin 査読有り

    Eriko Nango, Antoine Royant, Minoru Kubo, Takanori Nakane, Cecilia Wickstrand, Tetsunari Kimura, Tomoyuki Tanaka, Kensuke Tono, Changyong Song, Rie Tanaka, Toshi Arima, Ayumi Yamashita, Jun Kobayashi, Toshiaki Hosaka, Eiichi Mizohata, Przemyslaw Nogly, Michihiro Sugahara, Daewoong Nam, Takashi Nomura, Tatsuro Shimamura, Dohyun Im, Takaaki Fujiwara, Yasuaki Yamanaka, Byeonghyun Jeon, Tomohiro Nishizawa, Kazumasa Oda, Masahiro Fukuda, Rebecka Andersson, Petra Bath, Robert Dods, Jan Davidsson, Shigeru Matsuoka, Satoshi Kawatake, Michio Murata, Osamu Nureki, Shigeki Owada, Takashi Kameshima, Takaki Hatsui, Yasumasa Joti, Gebhard Schertler, Makina Yabashi, Ana-Nicoleta Bondar, Jorg Standfuss, Richard Neutze, So Iwata

    SCIENCE　354　(6319)　1552-1557　2016年12月

    DOI： 10.1126/science.aah3497 　

    ISSN：0036-8075

    eISSN：1095-9203

  11. Structural insights into the epimerization of β-1,4-linked oligosaccharides catalyzed by cellobiose 2-epimerase, the sole enzyme epimerizing non-anomeric hydroxyl groups of unmodified sugars. 査読有り

    Fujiwara T, Saburi W, Matsui H, Mori H, Yao M

    The Journal of biological chemistry　289　(6)　3405-3415　2014年2月

    DOI： 10.1074/jbc.M113.531251 　

    ISSN：0021-9258

    eISSN：1083-351X

  12. Cellulose complementing factor (Ccp) is a new member of the cellulose synthase complex (terminal complex) in Acetobacter xylinum 査読有り

    Naoki Sunagawa, Takaaki Fujiwara, Takanori Yoda, Shin Kawano, Yasuharu Satoh, Min Yao, Kenji Tajima, Tohru Dairi

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING　115　(6)　607-612　2013年6月

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2012.12.021 　

    ISSN：1389-1723

  13. Crystal structure of Ruminococcus albus cellobiose 2-epimerase: Structural insights into epimerization of unmodified sugar 査読有り

    Takaaki Fujiwara, Wataru Saburi, Sota Inoue, Haruhide Mori, Hirokazu Matsui, Isao Tanaka, Min Yao

    FEBS LETTERS　587　(7)　840-846　2013年4月

    DOI： 10.1016/j.febslet.2013.02.007 　

    ISSN：0014-5793

  14. The c-di-GMP recognition mechanism of the PilZ domain of bacterial cellulose synthase subunit A 査読有り

    Takaaki Fujiwara, Keisuke Komoda, Naofumi Sakurai, Kenji Tajima, Isao Tanaka, Min Yao

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　431　(4)　802-807　2013年2月

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2012.12.103 　

    ISSN：0006-291X

    eISSN：1090-2104

  15. Structure of bacterial cellulose synthase subunit D octamer with four inner passageways 査読有り

    Song-Qing Hu, Yong-Gui Gao, Kenji Tajima, Naoki Sunagawa, Yong Zhou, Shin Kawano, Takaaki Fujiwara, Takanori Yoda, Daisuke Shimura, Yasuharu Satoh, Masanobu Munekata, Isao Tanaka, Min Yao

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　107　(42)　17957-17961　2010年10月

    DOI： 10.1073/pnas.1000601107 　

    ISSN：0027-8424

  16. Crystallization and preliminary X-ray studies of azoreductases from Bacillus sp B29 査読有り

    Daiki Ogata, Toshihiko Ooi, Takaaki Fujiwara, Seiichi Taguchi, Isao Tanaka, Min Yao

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS　66　(Pt 5)　503-505　2010年5月

    DOI： 10.1107/S1744309110007785 　

    ISSN：1744-3091

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MISC 22

  1. X線自由電子レーザーを用いた高速分子動画解析法の開発と展望 査読有り

    南後 恵理子, 藤原 孝彰, Luo Fangila, 岩田 想

    日本結晶学会誌　64　(4)　290-293　2022年12月

  2. 光解離性化合物結合型AMPA受容体細胞外ドメインのシリアルフェムト秒結晶構造解析

    藤原孝彰, Hansel Adriel, 曽我恭平, 清中茂樹, 南後恵理子

    令和4年（2022年）度日本結晶学会年会要旨集　2022年11月

  3. アルギン酸分解・変換酵素AlgEの立体構造解析

    藤原 孝彰, 南後 恵理子

    日本応用糖質科学会 2022年度大会要旨集　2022年8月

  4. 私が想像する30年後の構造生物学におけるXFEL利用研究

    藤原孝彰

    SACLA User's meeting 2022　2022年3月

  5. GH8に属するエンドグルカナーゼBcsZの構造機能解析

    藤原孝彰, 藤島あゆみ, 中村結衣, 田島健二, 姚閔

    令和3年（2021年）度日本結晶学会年会要旨集　2021　2021年11月

  6. Toward the development of time-resolved experimental system combined with the temperature jump technique

    Takaaki Fujiwara, Shigeki Owada, Eriko Nango

    The 5th Symposium for The Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics, and the 4th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science　2021年10月

  7. バクテリアセルロース分解酵素BcsZの反応機構解明

    藤原孝彰, 藤島あゆみ, 中村結衣, 姚閔

    日本応用糖質科学会 2021年度大会要旨集　2021年8月

  8. 特異性と広スペクトラムを両立する分子標的農薬の創出 〜ヒドロキシルアミン酸化還元酵素を標的とした硝化抑制剤〜

    西ヶ谷有輝, 土屋渉, 藤本瑞, 藤原孝彰, 鈴木倫太郎, 田巻初, 山崎俊正

    第93回日本生化学会要旨集　2020年9月

  9. アルドース‐ケトース間の異性化反応を利用したセロビオース2‐エピメラーゼの反応機構の解析

    武藤洋彦, 佐分利亘, 藤原孝彰, 加藤公児, YAO Min, 森春英

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)　2017　ROMBUNNO.3J33p07 (WEB ONLY)　2017年3月5日

    ISSN： 2186-7976

  10. ヒスタミンH1受容体による抗ヒスタミン薬の認識機構

    藤原孝彰, 森本志保, 山中保明, 中根崇智, 平田邦生, 山下恵太郎, 岩田想, 岩田想, 島村達郎

    日本結晶学会年会講演要旨集　2016　86　2016年11月17日

  11. Rhodothermus marinus JCM9785由来セロビオース2‐エピメラーゼの基質結合部位周辺アミノ酸残基の機能解析

    武藤洋彦, 佐分利亘, 藤原孝彰, YAO Min, 森春英

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)　2015　2E32A08 (WEB ONLY)　2015年3月5日

    ISSN： 2186-7976

  12. バクテリアセルロース合成細菌由来セルラーゼCeSZの構造・機能解析

    藤島あゆみ, 藤原孝彰, 加藤公児, 田島健次, 姚閔

    物構研サイエンスフェスタ要旨集　3rd　77　2015年

  13. 自由電子レーザーを用いた膜蛋白質の系統的構造解析

    岩田想, 木村香菜子, 島村達郎, 南後恵理子, 田中智之, 西澤知宏, 濡木理, 田中里枝, 鈴木守, 桝田哲哉, 菅原道泰, 登野健介, 城地保昌, 亀島敬, SONG Changyong, 初井宇記, 矢橋牧名, 山下恵太郎, 保坂俊彰, 田辺弘明, 羽藤正勝, 有馬登志, 染谷友美, 白水美香子, 潘東青, 中津亨, 加藤博章, 溝端栄一, 北郷悠, 高木淳一, 山中保明, 藤原孝彰, 山下鮎美, 小林淳

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　37th　2S15-6 (WEB ONLY)　2014年

  14. 対称性を利用した結晶化促進タグの開発

    薦田圭介, 桜井直文, 藤原孝彰, 于健, 傅鵬宇, 田中良和, 田中勲, 姚閔

    日本結晶学会年会講演要旨集　2013　71　2013年10月12日

  15. セロビオース2‐エピメラーゼの異性化反応機構の解明

    藤原孝彰, 佐分利亘, 松井博和, 森春英, 田中勲, 姚閔

    応用糖質科学　3　(3)　30　2013年8月20日

    出版者・発行元： 日本応用糖質科学会

    ISSN： 2185-6427

  16. PilZによるc‐di‐GMPの認識機構に関する構造学的研究

    藤原孝彰, 薦田圭介, 桜井直文, 田島健次, 田中勳, 姚閔

    日本結晶学会年会講演要旨集　2012　99　2012年10月25日

  17. Ruminococcus albus由来セロビオース 2‐エピメラーゼ(RaCE)のX線結晶構造解析

    藤原孝彰, 佐分利亘, 井上聡太, 森春英, 松井博和, 姚閔, 田中勲

    応用糖質科学　2　(3)　(53)　2012年8月20日

    出版者・発行元： 日本応用糖質科学会

    ISSN： 2185-6427

  18. 嫌気性ルーメン細菌Ruminococcus albus由来セロビオース 2‐エピメラーゼの立体構造解析

    藤原孝彰, 佐分利亘, 松井博和, 姚閔, 田中勲

    PFシンポジウム要旨集　29th　30　2012年

  19. 酢酸菌セルロース合成におけるAxCesD N末端の機能解析

    砂川直輝, 藤原孝彰, 田島健次, YAO Min, 佐藤康治, 棟方正信, 田中勲, 大利徹

    セルロース学会年次大会講演要旨集　17th　110　2010年7月1日

  20. 酢酸菌由来CesDとCcpAxの相互作用解析

    藤原孝彰, 尾瀬農之, 姚閔, 田島健次, 田中勲

    日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集　10th　144　2010年5月15日

  21. Bacillus sp.B29由来アゾ還元酵素基質複合体の結晶構造解析

    緒方大記, 田口精一, 松本謙一郎, 藤原孝彰, 田中勲, YAO Min, 大井俊彦

    日本生物工学会大会講演要旨集　61st　62-62　2009年8月25日

    出版者・発行元： 日本生物工学会

  22. 酢酸菌由来セルロース合成関連タンパク質の調製

    藤原孝彰, 尾瀬農之, 田島健次, 田中勲, YAO Min

    セルロース学会年次大会講演要旨集　16th　151-152　2009年6月20日

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講演・口頭発表等 30

  1. 難結晶性タンパク質に対する結晶化の検討

    藤原孝彰

    【潜在空間分子設計】第3回公開シンポジウム　2025年5月30日

  2. Reaction intermediate structure of diterpene cyclase CotB2 captured under non-cryogenic condition

    Takaaki Fujiwara, Atika Nur Rochmah, Masahiko Taguchi, Takanori nakane, Shigeki Owada, Jungmin Kang, Luo Fangjia, Nipawan Nuemke, Chisato Higuchi, Eriko nango

    【蛋白質新機能生成】第2回ミーティング　2024年12月16日

  3. ジャスモン酸シグナル伝達関連因子の結晶構造解析に向けた取り組み

    藤原孝彰

    【潜在空間分子設計】第2回公開シンポジウム　2024年6月13日

  4. Structure analysis of diterpene cyclase CotB2 at ambient temperature

    Takaaki Fujiwara

    The 24th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan　2024年6月12日

  5. Pump-probe time-resolved experiments of microbial rhodopsin 招待有り

    Takaaki Fujiwara

    SACLA User's Meeting 2024　2024年3月12日

  6. テルペン環化酵素CotB2の反応中間体構造の決定 招待有り

    藤原孝彰

    新学術領域「高速分子動画」第6回若手オンラインセミナー　2024年1月18日

  7. テルペン環化酵素CotB2の室温結晶構造解析

    藤原 孝彰

    新学術領域「高速分子動画」国際シンポジウム2023　2023年11月30日

  8. アルギン酸分解・変換酵素ALgEの酵素特性解析

    藤原 孝彰, 間野 絵梨子, 南後恵理子

    日本応用糖質科学会2023年度大会　2023年9月13日

  9. 光解離性化合物結合型AMPA受容体細胞外ドメインのシリアルフェムト秒結晶構造解析

    藤原 孝彰, Hansel Adriel, 曽我 恭平, 清中 茂樹, 南後 恵理子

    令和4年（2022年）度日本結晶学会年会　2022年11月27日

  10. アルギン酸分解・変換酵素AlgEの立体構造解析

    藤原 孝彰, 南後 恵理子

    日本応用糖質科学会2022年度大会　2022年8月31日

  11. 私が想像する30年後の構造生物学におけるXFEL利用研究 招待有り

    藤原孝彰

    SACLA User's meeting 2022　2022年3月

  12. GH8に属するエンドグルカナーゼBcsZの構造機能解析

    藤原孝彰, 藤島あゆみ, 中村結衣, 田島健二, 姚閔

    令和3年（2021年）度日本結晶学会年会要旨集　2021年11月

  13. Toward the development of time-resolved experimental system combined with the temperature jump technique

    Takaaki Fujiwara, Shigeki Owada, Eriko Nango

    The 5th Symposium for The Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics, and the 4th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science　2021年10月

  14. バクテリアセルロース分解酵素BcsZの反応機構解明

    藤原孝彰, 藤島あゆみ, 中村結衣, 姚閔

    日本応用糖質科学会 2021年度大会要旨集　2021年8月

  15. 特異性と広スペクトラムを両立する分子標的農薬の創出 〜ヒドロキシルアミン酸化還元酵素を標的とした硝化抑制剤〜

    西ヶ谷有輝, 土屋渉, 藤本瑞, 藤原孝彰, 鈴木倫太郎, 田巻初, 山崎俊正

    第93回日本生化学会要旨集　2020年9月

  16. アルドース‐ケトース間の異性化反応を利用したセロビオース2‐エピメラーゼの反応機構の解析

    武藤洋彦, 佐分利亘, 藤原孝彰, 加藤公児, YAO Min, 森春英

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)　2017年3月5日

  17. ヒスタミンH1受容体による抗ヒスタミン薬の認識機構

    藤原孝彰, 森本志保, 山中保明, 中根崇智, 平田邦生, 山下恵太郎, 岩田想, 岩田想, 島村達郎

    日本結晶学会年会講演要旨集　2016年11月17日

  18. Rhodothermus marinus JCM9785由来セロビオース2‐エピメラーゼの基質結合部位周辺アミノ酸残基の機能解析

    武藤洋彦, 佐分利亘, 藤原孝彰, YAO Min, 森春英

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)　2015年3月5日

  19. バクテリアセルロース合成細菌由来セルラーゼCeSZの構造・機能解析

    藤島あゆみ, 藤原孝彰, 加藤公児, 田島健次, 姚閔

    物構研サイエンスフェスタ要旨集　2015年

  20. 自由電子レーザーを用いた膜蛋白質の系統的構造解析

    岩田想, 木村香菜子, 島村達郎, 南後恵理子, 田中智之, 西澤知宏, 濡木理, 田中里枝, 鈴木守, 桝田哲哉, 菅原道泰, 登野健介, 城地保昌, 亀島敬, SONG Changyong, 初井宇記, 矢橋牧名, 山下恵太郎, 保坂俊彰, 田辺弘明, 羽藤正勝, 有馬登志, 染谷友美, 白水美香子, 潘東青, 中津亨, 加藤博章, 溝端栄一, 北郷悠, 高木淳一, 山中保明, 藤原孝彰, 山下鮎美, 小林淳

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　2014年

  21. 対称性を利用した結晶化促進タグの開発

    薦田圭介, 桜井直文, 藤原孝彰, 于健, 傅鵬宇, 田中良和, 田中勲, 姚閔

    日本結晶学会年会講演要旨集　2013年10月12日

  22. セロビオース2‐エピメラーゼの異性化反応機構の解明

    藤原孝彰, 佐分利亘, 松井博和, 森春英, 田中勲, 姚閔

    応用糖質科学　2013年8月20日

  23. PilZによるc‐di‐GMPの認識機構に関する構造学的研究

    藤原孝彰, 薦田圭介, 桜井直文, 田島健次, 田中勳, 姚閔

    日本結晶学会年会講演要旨集　2012年10月25日

  24. Ruminococcus albus由来セロビオース 2‐エピメラーゼ(RaCE)のX線結晶構造解析

    藤原孝彰, 佐分利亘, 井上聡太, 森春英, 松井博和, 姚閔, 田中勲

    応用糖質科学　2012年8月20日

  25. 嫌気性ルーメン細菌Ruminococcus albus由来セロビオース 2‐エピメラーゼの立体構造解析

    藤原孝彰, 佐分利亘, 松井博和, 姚閔, 田中勲

    PFシンポジウム要旨集　2012年

  26. 酢酸菌セルロース合成におけるAxCesD N末端の機能解析

    砂川直輝, 藤原孝彰, 田島健次, YAO Min, 佐藤康治, 棟方正信, 田中勲, 大利徹

    セルロース学会年次大会講演要旨集　2010年7月1日

  27. 酢酸菌由来CesDとCcpAxの相互作用解析

    藤原孝彰, 尾瀬農之, 姚閔, 田島健次, 田中勲

    日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集　2010年5月15日

  28. Bacillus sp.B29由来アゾ還元酵素基質複合体の結晶構造解析

    緒方大記, 田口精一, 松本謙一郎, 藤原孝彰, 田中勲, YAO Min, 大井俊彦

    日本生物工学会大会講演要旨集　2009年8月25日

  29. 酢酸菌由来セルロース合成関連タンパク質の調製

    藤原孝彰, 尾瀬農之, 田島健次, 田中勲, YAO Min

    セルロース学会年次大会講演要旨集　2009年6月20日

  30. Structure analysis of diterpene cyclase CotB2 at ambient temperature

    藤原孝彰

    第40回生命科学交流ミーティング　2024年8月7日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 7

  1. 化合物潜在空間のための天然物核内受容体リガンドライブラリーの構築

    上田 実, 藤原 孝彰

    2023年4月 ～ 2028年3月

  2. 時分割構造解析によるテルペン環化酵素の精密反応過程の追跡

    藤原 孝彰

    2024年4月 ～ 2027年3月

  3. 糖加水分解酵素の動的構造解析による立体反転型機構の解明

    藤原 孝彰

    2021年4月 ～ 2024年3月

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    天然のハイドロゲルとして知られるバクテリアセルロース（BC）は，植物由来セルロースを凌駕する強度・保水力や，人工合成高分子ゲルでは見られない生体適合性や生分解性などの優れた物理化学的性質を兼ね備えている．これらのユニークな特徴を有するBCは人工血管や火傷被覆材等の医用材料としての利用が期待されており，実用化に向けて生産性を改善することが切望される．糖加水分解酵素CeSZはBCの生産性に関わることが知られており，CeSZの構造情報を得ることは，合理的なBC生産プロセス構築のために意義がある．そこで本研究では，X線自由電子レーザー（XFEL）を用いたシリアルフェムト秒結晶構造解析（SFX）により，CeSZの動的構造情報を取得し，その加水分解反応の分子メカニズムを明らかにすることを目的とする．令和3年度は，SFX測定に利用可能な微小結晶試料の調製方法を検討した．結晶化溶液の組成を検討することで，数十マイクロメートル角の微小結晶を調製することに成功した．また，バッチ法により結晶化させることで，数百マイクロリットルの微小結晶懸濁液試料を調製した．また，SFX測定に使用する微小結晶を用いた回折測定を実施し，微小結晶が良好な分解能を与えることを確認した．さらに，変異体CeSZとセロオリゴ糖の複合体構造を基に，加水分解反応機構の一端を明らかにした．

  4. 酵素による高分子構造制御－セルロース合成酵素の構造-機能相関

    今井 友也, 田島 健次, 姚 閔, 近藤 辰哉, 藤原 孝彰

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Kyoto University

    2019年4月 ～ 2023年3月

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    酢酸菌のセルロース合成酵素複合体の主要構成サブユニットのうち、ABCDの4サブユニットが一つの複合体中に存在することを支持する生化学的データを得ることに成功した。またその複合体の中で、AB複合体とDタンパク質が直接相互作用している場合と、合成されたセルロース分子を介して間接的に相互作用している場合があることを実験的に証明した。以上から、これら二つの相互作用モードを使い分けることで酵素複合体の状態制御を行っている可能性を示した。さらにこのタンパク質複合体精製実験を進め、クライオ電子顕微鏡法による三次元構造解析への道筋をつけた。具体的には組換え大腸菌および酢酸菌の二つの系を用いて、His-tagあるいはStrep-tagを用いたアフィニティークロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーによる精製条件検討を進めた。 Cサブユニットは、全長タンパク質の取り扱いが難しいことから、C末のβバレル型チャネル部分のタンパク質結晶化を進め、結晶化条件について目途をつけつつある。また、Mass Photometry法により、この部分構造が会合体を形成することを確認した。さらにCタンパク質の機能解析を進めるために、Cサブユニットの遺伝子欠損酢酸菌株を使った実験の条件最適化を進めた。 また機能解析を効率的に進めるために、A遺伝子の機能欠損酢酸菌株の作出を進めた。具体的にはCRISPR-Cas9システムを用いるために新たなプラスミドを構築した。現在このプラスミドにターゲット配列を導入し、ノックインによるA遺伝子欠損株の作出を進めている。さらにセルロース合成に関与している新たな遺伝子を探索するためにランダム変異実験を行い、候補となる遺伝子をいくつか特定することが出来た。これらについて機能解析を行うため、CRISPR-Cas9システムを用いた欠損株の作製を現在行っている。

  5. 選択的アゴニストによる植物の防御応答の分子メカニズム解明

    藤原 孝彰, 加治 拓哉

    2021年4月 ～ 2022年3月

  6. G蛋白質非依存的な情報伝達を行い、抗癌剤の標的であるケモカイン受容体の構造解析

    島村 達郎, 菅 裕明, 山中 保明, 野村 紀通, 藤原 孝彰, 林 到ヒョン

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Kyoto University

    2015年4月 ～ 2018年3月

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    ケモカイン受容体CXCR7は、様々ながん細胞で大量に発現しており、新たな抗がん剤の創薬ターゲットと考えられているGタンパク質共役型受容体（GPCR）である。CXCR7の特徴としては、他のケモカイン受容体と配列上の類似性が高いにもかかわらずGタンパク質を介す情報伝達経路を持たず、βアレスチンを介す情報伝達経路だけを持つことが挙げられる。本研究計画では、創薬や機能解明に役立てるため、CXCR7の構造解析を目指した。現状では、結晶が得られず、構造解析は成功していない。

  7. 抗パーキンソン病薬の設計に向けた作動薬結合型ドーパミンD1受容体の構造機能解析

    藤原 孝彰

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Kyoto University

    2015年4月 ～ 2017年3月

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    ドーパミンD1受容体は，パーキンソン病などの神経変性疾患に対する治療薬の重要な標的分子である．本研究では，安定なD1受容体の発現コンストラクトを作製し，発現コンストラクトの精製方法を検討した．作製した組み換えD1受容体は，良好な純度で精製できることが確認できたため，今後，D1受容体の結晶化および構造解析を達成することが期待された．また，ドーパミンと異なる生体アミン受容体として，ヒスタミンH1受容体の構造解析に成功し，2種類の抗ヒスタミン薬の結合様式の詳細を明らかにした．

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担当経験のある科目(授業) 3

  1. 生命科学B　東北大学

  2. 物理化学演習A　東北大学

  3. 物理化学演習B　東北大学