理学部 理学科
X線結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡を用いて、膜輸送体の作動機構に関する研究を行っている。主要な業績として、バクテリアを持つ最小の糖輸送体SemiSWEETの構造の解明、植物の光合成に必須なリン酸輸送体TPTの構造の解明、抗がん剤の標的候補であるアミノ酸輸送体LAT1の構造の解明などがある。
2025/06/21 更新
X線結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡を用いて、膜輸送体の作動機構に関する研究を行っている。主要な業績として、バクテリアを持つ最小の糖輸送体SemiSWEETの構造の解明、植物の光合成に必須なリン酸輸送体TPTの構造の解明、抗がん剤の標的候補であるアミノ酸輸送体LAT1の構造の解明などがある。
博士(理学) ( 2018年3月 東京大学 )
構造生物学
タンパク質
膜輸送体
クライオ電子顕微鏡
X線結晶構造解析
ライフサイエンス / 構造生物化学
東京大学 大学院理学系研究科 生物科学専攻
2015年4月 - 2018年3月
東京大学 大学院理学系研究科 生物化学専攻
2013年4月 - 2015年3月
朝鮮大学校 理工学部 理学科
2009年4月 - 2013年3月
横浜市立大学 大学院生命医科学研究科 助教
2021年5月 - 現在
国名:日本国
Max Planck Institute of Biophysics Department of Structural Biology Postdoctoral Researcher
2018年6月 - 2021年4月
国名:ドイツ連邦共和国
東京大学 大学院理学系研究科 特任研究員
2018年4月 - 2018年5月
国名:日本国
独立行政法人日本学術振興会 特別研究員(DC1)
2016年4月 - 2018年3月
国名:日本国
Structural basis of anticancer drug recognition and amino acid transport by LAT1
Yongchan Lee, Chunhuan Jin, Ryuichi Ohgaki, Minhui Xu, Satoshi Ogasawara, Rangana Warshamanage, Keitaro Yamashita, Garib Murshudov, Osamu Nureki, Takeshi Murata, Yoshikatsu Kanai
Nature Communications 16 ( 1 ) 2025年2月
Ion transfer mechanisms in Mrp-type antiporters from high resolution cryoEM and molecular dynamics simulations 査読
Yongchan Lee, Outi Haapanen, Anton Altmeyer, Werner Kühlbrandt, Vivek Sharma, Volker Zickermann
Nature Communications 13 ( 1 ) 2022年10月
Ca2+-mediated higher-order assembly of heterodimers in amino acid transport system b0,+ biogenesis and cystinuria. 査読 国際誌
Yongchan Lee, Pattama Wiriyasermkul, Pornparn Kongpracha, Satomi Moriyama, Deryck J Mills, Werner Kühlbrandt, Shushi Nagamori
Nature Communications 13 ( 1 ) 2708 - 2708 2022年5月
Cryo-EM structure of the human L-type amino acid transporter 1 in complex with glycoprotein CD98hc 査読 国際誌
Yongchan Lee, Pattama Wiriyasermkul, Chunhuan Jin, Lili Quan, Ryuichi Ohgaki, Suguru Okuda, Tsukasa Kusakizako, Tomohiro Nishizawa, Kazumasa Oda, Ryuichiro Ishitani, Takeshi Yokoyama, Takanori Nakane, Mikako Shirouzu, Hitoshi Endou, Shushi Nagamori, Yoshikatsu Kanai, Osamu Nureki
Nature Structural & Molecular Biology 26 ( 6 ) 510 - 517 2019年6月
Structure of the triose-phosphate/phosphate translocator reveals the basis of substrate specificity 査読 国際誌
Yongchan Lee, Tomohiro Nishizawa, Mizuki Takemoto, Kaoru Kumazaki, Keitaro Yamashita, Kunio Hirata, Ayumi Minoda, Satoru Nagatoishi, Kouhei Tsumoto, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki
Nature Plants 3 ( 10 ) 825 - 832 2017年10月
Structural basis for the facilitative diffusion mechanism by SemiSWEET transporter 査読 国際誌
Yongchan Lee, Tomohiro Nishizawa, Keitaro Yamashita, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki
Nature Communications 6 6112 - 6112 2015年1月
Yugo Miyata, Megumi Nishimura, Aya Nagata, Xu Jing, Cheryl S. Sultan, Risa Kuribayashi, Katsuya Takahashi, Yongchan Lee, Tomohiro Nishizawa, Katsumori Segawa
FEBS Letters 2024年12月
Membrane structure-responsive lipid scrambling by TMEM63B to control plasma membrane lipid distribution. 国際誌
Yugo Miyata, Katsuya Takahashi, Yongchan Lee, Cheryl S Sultan, Risa Kuribayashi, Masatomo Takahashi, Kosuke Hata, Takeshi Bamba, Yoshihiro Izumi, Kehong Liu, Tomoko Uemura, Norimichi Nomura, So Iwata, Shigekazu Nagata, Tomohiro Nishizawa, Katsumori Segawa
Nature structural & molecular biology 2024年10月
The unique allosteric property of crocodilian haemoglobin elucidated by cryo-EM. 国際誌
Katsuya Takahashi, Yongchan Lee, Angela Fago, Naim M Bautista, Jay F Storz, Akihiro Kawamoto, Genji Kurisu, Tomohiro Nishizawa, Jeremy R H Tame
Nature communications 15 ( 1 ) 6505 - 6505 2024年8月
Cryo-EM structures elucidate the multiligand receptor nature of megalin. 国際誌
Sawako Goto, Akihisa Tsutsumi, Yongchan Lee, Michihiro Hosojima, Hideyuki Kabasawa, Koichi Komochi, Satoru Nagatoishi, Kazuya Takemoto, Kouhei Tsumoto, Tomohiro Nishizawa, Masahide Kikkawa, Akihiko Saito
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 121 ( 22 ) e2318859121 2024年5月
Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin. 国際誌
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
Kazumasa Oda, Yongchan Lee, Pattama Wiriyasermkul, Yoko Tanaka, Mizuki Takemoto, Keitaro Yamashita, Shushi Nagamori, Tomohiro Nishizawa, Osamu Nureki
Protein Science 29 ( 12 ) 2398 - 2407 2020年10月
Free Energy Landscape for the Entire Transport Cycle of Triose-Phosphate/Phosphate Translocator 査読 国際誌
Mizuki Takemoto, Yongchan Lee, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki
Structure 26 ( 9 ) 1284 - 1296.e4 2018年9月
李勇燦
蛋白質科学会アーカイブ 11 e087 2018年2月
風戸研究奨励賞
2021年4月 公益財団法人 風戸研究奨励会 クライオ電子顕微鏡によるアミノ酸輸送体の構造薬学的研究
Long-Term Fellowship
2019年1月 Human Frontier Science Program Resolving the structures and mechanisms of heteromeric amino acid transporter by phase-plate cryo-EM
長期研究助成【二年助成】
2018年6月 東洋紡バイオテクノロジー財団 クライオ電子顕微鏡を用いたアミノ酸輸送体の構造研究
若手奨励賞優秀賞
2017年6月 日本蛋白質科学会 Crystallographic analysis of the triose-phosphate/phosphate translocator in complex with two counter-substrates
研究奨励賞(修士)
2015年3月 東京大学
クライオ電子顕微鏡による膜輸送タンパク質の動的構造解析と機能制御
研究課題/領域番号:24H02264 2024年4月 - 2029年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
西澤 知宏, 李 勇燦
配分額:91910000円 ( 直接経費:70700000円 、 間接経費:21210000円 )
尿酸輸送体における基質認識の構造基盤の解明
研究課題/領域番号:24K18064 2024年4月 - 2027年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
李 勇燦
配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )
高等真核生物のアミノ酸ハーモニーを司る交換輸送メカニズムの解析
研究課題/領域番号:22K06150 2022年4月 - 2025年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
Wiriyasermkul Pattama, 李 勇燦
配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )
ヘテロ二量体アミノ酸トランスポーター (Heterodimeric amino acid transporters: HATs) は、哺乳類の数多くの細胞活動において重要な役割を果たすアミノ酸トランスポーターのファミリーである。HATsのトランスポーターメンバーは抗輸送体として機能し、数種類のアミノ酸を認識するため、HATはハーモニーのための主要なアミノ酸トランスポーターファミリーとなっている。HATの交換特性を理解するために、代表者らはrBAT-b0,+ATヘテロ二量体複合体の構造と機能を解明した。rBAT-b0,+ATは腎臓でシスチンと陽イオン性アミノ酸を再吸収する機能を持つ。rBATまたはb0,+ATのいずれかに変異があると、シスチン尿症と呼ばれる腎臓病になる。代表者らはrBAT-b0,+ATの野生型と変異型の両方の構造を低温電子顕微鏡によって高分解能で解明することに成功し、原子レベルでの構造解析が可能になった。代表者らは、rBAT-b0,+ATの野生型と変異型の両方の構造を低温電子顕微鏡法によって高分解能で解明することに成功し、原子レベルでの構造解析が可能になった。野生型複合体の構造は、基質結合のない内向きのコンフォメーションを示した。一方、変異体の構造は、野生型とは異なる位置にあるいくつかの残基を示した。これらの残基は基質輸送に重要であり、シスチン尿症におけるrBAT-b0,+AT欠損の発症メカニズムに関与していることが示唆された。このような残基の重要性を検証するため、我々はさらに変異体を構築し、その基質結合および輸送特性を評価した。これらのすべての結果は、HATのタンパ ク質構造と交換輸送機構の関係を説明する鍵になるものである。
物質吸収を担う刷子縁膜の高次構造動態とその破綻メカニズムの解明
2021年10月 - 2025年3月
国立研究開発法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)「細胞の動的高次構造体」領域
李勇燦
担当区分:研究代表者
脂質環境下におけるL型アミノ酸輸送体の構造と機能の解明
研究課題/領域番号:21K15031 2021年4月 - 2024年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
李 勇燦
配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )
L型アミノ酸輸送体(LAT)は、LAT1とCD98hcからなるヘテロ二量体型アミノ酸輸送体に属し、抗がん剤や脳への薬物送達の重要な標的とされている。本研究は、クライオ電子顕微鏡を用いた、脂質環境下でのLAT1の構造解析とその薬物認識機構の理解を目的としている。LAT1の構造解析に向けて、哺乳類細胞を用いた発現系を構築した。輸送体を構成するサブユニットであるLAT1、CD98hcそれぞれをコードしたバキュロウィルスの共発現によって、L型アミノ酸輸送体を高収量で得ることができた。発現量および精製プロトコルの改善によって、高純度のLAT1-CD98hc試料を精製することができた。これをナノディスクに再構成し、予備的な電子顕微鏡像を得ることで、品質の高い試料が得られていることを確認した。
並行して、バインダーのスクリーニングを行った。分子量の小さいタンパク質をコードする合成ライブラリから得られたクローンをスクリーニングすることで、LAT1の膜ドメイン、あるいはCD98hcの細胞外ドメインに結合するバインダーの選定を行った。現在までに、高親和性で結合するバインダーを選定できている。
さらに、LAT1のホモログであるSLC7ファミリータンパク質に関しても、試料調製系の構築を行った。その結果、LAT2やy+LAT1に関しては、ナノディスクに再構成した試料を得て、クライオ電子顕微鏡を用いた測定を行った。b0,+ATに関しては、試料調製系を検討した結果、界面活性剤下での構造解析を進めることとした。現在までに、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析によって、原子モデルを構築できる分解能のマップが得られている。
植物の栄養分配に関わる膜輸送体タンパク質の構造機能解析
研究課題/領域番号:16J07405 2016年4月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
李 勇燦
配分額:1700000円 ( 直接経費:1700000円 )
TPTの高分解能での構造解析を目指し、結晶化条件の改善を試みた。まずは、昨年度に結晶が得られた高熱性紅藻類由来のTPTタンパク質に関して、基質との共結晶化スクリーニングを行うことにより、リン酸、あるいは3-ホスホグリセリン酸の存在下で良質な共結晶を得た。次に、これらの結晶を最適化し、放射光施設においてX線回折実験を行うことで、高分解能の回折像を得ることに成功した。これらのデータに関して、階層的クラスタリングを用いたデータ処理と、分子置換法を用いた位相決定を行うことにより、それぞれ分解能2.1 A、2.2 Aでの構造決定に成功した。決定した構造から、基質の結合並びに輸送に関わる残基を特定し、それらの残基に関する変異体を、リポソームを用いた基質輸送アッセイにより解析した。その結果、基質結合部位に存在する正電荷を帯びたアミノ酸残基が基質の結合と輸送に重要であることを見出した。この結果に基づき、負の電荷を帯びた基質と正の電荷を帯びたアミノ酸残基との静電的相互作用によって、輸送体の構造変化が引き起こされるというモデルを立案した。このモデルを検証するため、分子動力学シミュレーションにより、TPTタンパク質の脂質二重膜中での挙動を解析した。分子動力学シミュレーションの結果、基質の結合に依存した構造変化が見受けられ、静電的相互作用に基づくコンフォメーション変化のモデルが裏付けられた。これらの結果から、TPTによる交換輸送機構に関するモデルを提唱した。