A1-7 KEKタンパク質結晶構造解析総合支援

ユニット名

支援担当者

支援技術のキーワード

結晶構造解析、性状解析、相関構造解析

支援技術の概要

高エネルギー加速器研究機構(KEK)・Photon Factory（PF）・構造生物学研究センター(SBRC)では、”What is life?”をキーワードに、複雑な生命現象の背後に存在する分子機構や普遍的な原理を立体構造情報に基づいて原子レベルから解明するというスタンスで生命科学と創薬の推進に向けた研究に取り組んでいる。本支援ではPFにある5本の結晶構造解析用放射光ビームラインを基軸とし、データ収集、データ処理、構造決定等タンパク質結晶構造解析全般を支援する。初心者や希望者に対しては発現・精製・結晶化・性状解析について当センター専門家がコンサルを行い、状況に応じてそれらの支援も実施して総合的に構造解析のサポートを行う。BINDS事業結晶構造解析のためのビームタイムを確保しており、経験者に対しては、SPring-8とPFのビームタイムを施設横断的に利用できるビームタイム支援も行い、ビームタイムの供給やリモート測定のサポートも行う（支援メニューA1-12）。KEKは本支援項目である結晶構造解析支援だけでなく、クライオ電顕（支援メニューA1-17）やBioSAXS（支援メニューA1-11）等の様々な手法を用いて多方面から構造解析支援を行っている。そのため、それぞれの解析手法に適した試料の調整に関してもノウハウも有する。それらを共有し申請者の研究室でも適した試料の調整ができる様にサポートする。また研究ターゲットに応じて適切な手法で構造解析/相関構造解析(支援メニューA1-1）を行う。遠隔地でビームライン装置を操作し測定を行うリモート測定、結晶化プレート上の結晶から直接回折データを収集するin-situ測定、低エネルギーX線を利用したNative SAD位相決定や結晶中の原子同定、用途に応じた深紫外レーザーでの結晶加工、顕微分光実験などの高難度の測定(支援メニューA1-8）と連携して、統合的な構造解析の支援を行う。

総合的な構造解析支援、コンサルティング (担当: 千田俊哉、加藤龍一、田辺幹雄)、結晶化 (加藤龍一、千田美紀)

KEKが行う統合的な構造解析支援の概念図:申請者と支援担当者が一緒に実験を行い、申請者が所属する研究室にもノウハウが伝わるような支援を志す。また構造解析が成功した暁には、それに留まらず他分野と連携し生物学のより深い理解を目指す。

支援技術の利用例

タンパク質の結晶化から解析実験、構造決定までの統合的な支援を行う。タンパク質結晶構造解析の各工程を自動化／高効率化し工程間のシームレスな連携を図ることで、多くの研究者のニーズに応えられるような構造解析プラットフォームのサポートを構築しており、これを支援に供す。　

支援担当者の研究概要

高エネルギー加速器研究機構では、放射光実験施設（PF）と構造生物学研究センター（SBRC）が緊密に連携し、施設の高度化を進めながら構造生物研究支援を担当する。支援担当者（千田俊哉、加藤龍一、田辺幹雄、千田美紀、松垣直宏、山田悠介、引田理英）は、構造生物学研究者やビームラインサイエンティストなど専門性の高い研究者で構成されている。放射光ビームラインについて大学共同利用や企業利用などの豊富な経験を持ち、ビームタイム配分や試料の取り扱い、装置の運用などの支援体制が整っている。SBRCではクライオ電顕施設も運用しており、溶液散乱（SAXS）も含めシームレスに相関構造解析に対応することが可能である。また、大規模結晶化システムの開発・運営も行っている。

高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所・構造生物学研究センターHP：
https://www2.kek.jp/imss/sbrc/