研究者詳細 - 石本直偉士

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イシモト　ナイト

石本直偉士

Naito Ishimoto

所属

理学部理学科助教

外部リンク

学位

博士（理学）（ 2024年3月横浜市立大学）

研究キーワード

膜タンパク質
ウイルスタンパク質
クライオ電子顕微鏡
X線結晶構造解析
構造生物学

研究分野

ライフサイエンス / 構造生物化学

学歴

横浜市立大学大学院生命医科学研究科生命医科学専攻博士後期課程

2021年4月 - 2024年3月

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国名：日本国

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横浜市立大学大学院生命医科学研究科生命医科学専攻博士前期課程

2019年4月 - 2021年3月

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国名：日本国

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横浜市立大学国際総合科学部生命医科学コース

2015年4月 - 2019年3月

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国名：日本国

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経歴

横浜市立大学理学部理学科生命医科学研究科生命医科学専攻助教

2025年4月 - 現在

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Imperial College London Life Sciences Visiting Researcher

2024年4月 - 2025年3月

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国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)

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横浜市立大学大学院生命医科学研究科客員研究員

2024年4月 - 2025年3月

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国名：日本国

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所属学協会

日本結晶学会

2023年 - 現在

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日本生化学会

2023年 - 現在

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日本分子生物学会

2021年 - 現在

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論文

Cryo-EM structure of the conjugation H-pilus reveals the cyclic nature of the TrhA pilin. 査読国際誌

Naito Ishimoto, Joshua L C Wong, Shan He, Sally Shirran, Olivia Wright-Paramio, Chloe Seddon, Nanki Singh, Carlos Balsalobre, Ravi R Sonani, Abigail Clements, Edward H Egelmane, Gad Frankel, Konstantinos Beis

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 122 ( 16 ) e2427228122 2025年4月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Conjugation, the major driver of the spread of antimicrobial resistance genes, relies on a conjugation pilus for DNA transfer. Conjugative pili, such as the F-pilus, are dynamic tubular structures, composed of a polymerized pilin, that mediate the initial donor-recipient interactions, a process known as mating pair formation (MPF). IncH are low-copy-number plasmids, traditionally considered broad host range, which are found in bacteria infecting both humans and animals. The reference IncHI1 plasmid R27, isolated from Salmonella enterica serovar Typhi, encodes the conjugative H-pilus subunit TrhA containing 74 residues after cleavage of the signal sequence. Here, we show that the H-pilus forms long filamentous structures that mediate MPF and describe its cryoelectron-microscopic (cryo-EM) structure at 2.2 Å resolution. Like the F pilus, the H-pilin subunits form helical assemblies with phospholipid molecules at a stoichiometric ratio of 1:1. While there were previous reports that the T-pilus from Agrobacterium tumefaciens was composed of cyclic subunits, three recent cryo-EM structures of the T-pilus found no such cyclization. Here, we report that the H-pilin is cyclic, with a covalent bond connecting the peptide backbone between the N and C termini. Both the cryo-EM map and mass spectrometry revealed cleavage of the last five residues of the pilin, followed by cyclization via condensation of the amine and carboxyl residues. Mutagenesis experiments revealed that loss of cyclization abolished pilus biogenesis and efficient plasmid transfer. The cyclic nature of the pilin could stabilize the pilus and may explain the high incidence of IncH plasmid dissemination.

DOI： 10.1073/pnas.2427228122

PubMed

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Cryo-EM structure and evolutionary history of the conjugation surface exclusion protein TraT 査読

Chloe Seddon, Sophia David, Joshua L. C. Wong, Naito Ishimoto, Shan He, Jonathan Bradshaw, Wen Wen Low, Gad Frankel, Konstantinos Beis

Nature Communications 2025年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41467-025-55834-w

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Structural insights into Influenza A virus RNA polymerase PB1 binding to nuclear import host factor RanBP5 査読

Tomomi Uchikubo-Kamo, Naito Ishimoto, Haruka Umezawa, Mikako Hirohama, Maasa Ono, Haruka Kawabata, Kenichi Kamata, Mio Ohki, Hisashi Yoshida, Jae-Hyun Park, Jeremy R.H. Tame, Atsushi Kawaguchi, Sam-Yong Park

Biochemical and Biophysical Research Communications 2024年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.bbrc.2024.150952

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Structural basis for hepatitis B virus restriction by a viral receptor homologue 査読

Kaho Shionoya, Jae-Hyun Park, Toru Ekimoto, Junko S. Takeuchi, Junki Mifune, Takeshi Morita, Naito Ishimoto, Haruka Umezawa, Kenichiro Yamamoto, Chisa Kobayashi, Atsuto Kusunoki, Norimichi Nomura, So Iwata, Masamichi Muramatsu, Jeremy R. H. Tame, Mitsunori Ikeguchi, Sam-Yong Park, Koichi Watashi

Nature Communications 2024年10月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41467-024-53533-6

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Structural basis of hepatitis B virus receptor binding 査読

Jinta Asami, Jae-Hyun Park, Yayoi Nomura, Chisa Kobayashi, Junki Mifune, Naito Ishimoto, Tomoko Uemura, Kehong Liu, Yumi Sato, Zhikuan Zhang, Masamichi Muramatsu, Takaji Wakita, David Drew, So Iwata, Toshiyuki Shimizu, Koichi Watashi, Sam-Yong Park, Norimichi Nomura, Umeharu Ohto

Nature Structural & Molecular Biology 2024年3月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41594-023-01191-5

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Structural basis for ligand recognition and signaling of hydroxy-carboxylic acid receptor 2 査読

Jae-Hyun Park, Kouki Kawakami, Naito Ishimoto, Tatsuya Ikuta, Mio Ohki, Toru Ekimoto, Mitsunori Ikeguchi, Dong-Sun Lee, Young-Ho Lee, Jeremy R. H. Tame, Asuka Inoue, Sam-Yong Park

Nature Communications 2023年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41467-023-42764-8

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Structural basis of CXC chemokine receptor 1 ligand binding and activation 査読

Naito Ishimoto, Jae-Hyun Park, Kouki Kawakami, Michiko Tajiri, Kenji Mizutani, Satoko Akashi, Jeremy R. H. Tame, Asuka Inoue, Sam-Yong Park

Nature Communications 2023年7月

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担当区分：筆頭著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41467-023-39799-2

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Structure of the human galanin receptor 2 bound to galanin and Gq reveals the basis of ligand specificity and how binding affects the G-protein interface 査読

Yunseok Heo, Naito Ishimoto, Ye-Eun Jeon, Ji-Hye Yun, Mio Ohki, Yuki Anraku, Mina Sasaki, Shunsuke Kita, Hideo Fukuhara, Tatsuya Ikuta, Kouki Kawakami, Asuka Inoue, Katsumi Maenaka, Jeremy R. H. Tame, Weontae Lee, Sam-Yong Park

PLOS Biology 20 ( 8 ) 2022年8月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Public Library of Science ({PLoS})

<jats:p>Galanin is a neuropeptide expressed in the central and peripheral nervous systems, where it regulates various processes including neuroendocrine release, cognition, and nerve regeneration. Three G-protein coupled receptors (GPCRs) for galanin have been discovered, which is the focus of efforts to treat diseases including Alzheimer’s disease, anxiety, and addiction. To understand the basis of the ligand preferences of the receptors and to assist structure-based drug design, we used cryo-electron microscopy (cryo-EM) to solve the molecular structure of GALR2 bound to galanin and a cognate heterotrimeric G-protein, providing a molecular view of the neuropeptide binding site. Mutant proteins were assayed to help reveal the basis of ligand specificity, and structural comparison between the activated GALR2 and inactive hβ<jats:sub>2</jats:sub>AR was used to relate galanin binding to the movements of transmembrane (TM) helices and the G-protein interface.</jats:p>

DOI： 10.1371/journal.pbio.3001714

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Structural insights into the HBV receptor and bile acid transporter NTCP 査読

Jae-Hyun Park, Masashi Iwamoto, Ji-Hye Yun, Tomomi Uchikubo-Kamo, Donghwan Son, Zeyu Jin, Hisashi Yoshida, Mio Ohki, Naito Ishimoto, Kenji Mizutani, Mizuki Oshima, Masamichi Muramatsu, Takaji Wakita, Mikako Shirouzu, Kehong Liu, Tomoko Uemura, Norimichi Nomura, So Iwata, Koichi Watashi, Jeremy R. H. Tame, Tomohiro Nishizawa, Weontae Lee, Sam-Yong Park

Nature 2022年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Springer Science and Business Media {LLC}

DOI： 10.1038/s41586-022-04857-0

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Cryo-EM structure of the human somatostatin receptor 2 complex with its agonist somatostatin delineates the ligand-binding specificity. 査読国際誌

Yunseok Heo, Eojin Yoon, Ye-Eun Jeon, Ji-Hye Yun, Naito Ishimoto, Hyeonuk Woo, Sam-Yong Park, Ji-Joon Song, Weontae Lee

eLife 11 2022年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Somatostatin is a peptide hormone that regulates endocrine systems by binding to G-protein-coupled somatostatin receptors. Somatostatin receptor 2 (SSTR2) is a human somatostatin receptor and is highly implicated in hormone disorders, cancers, and neurological diseases. Here, we report the high-resolution cryo-EM structure of full-length human SSTR2 bound to the agonist somatostatin (SST-14) in complex with inhibitory G (Gi) proteins. Our structural and mutagenesis analyses show that seven transmembrane helices form a deep pocket for ligand binding and that SSTR2 recognizes the highly conserved Trp-Lys motif of SST-14 at the bottom of the pocket. Furthermore, our sequence analysis combined with AlphaFold modeled structures of other SSTR isoforms provide a structural basis for the mechanism by which SSTR family proteins specifically interact with their cognate ligands. This work provides the first glimpse into the molecular recognition mechanism of somatostatin receptors and a crucial resource to develop therapeutics targeting somatostatin receptors.

DOI： 10.7554/eLife.76823

PubMed

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Pumping mechanism of NM-R3, a light-driven bacterial chloride importer in the rhodopsin family 査読

Ji-Hye Yun, Mio Ohki, Jae-Hyun Park, Naito Ishimoto, Ayana Sato-Tomita, Wonbin Lee, Zeyu Jin, Jeremy R. H. Tame, Naoya Shibayama, Sam-Yong Park, Weontae Lee

Science Advances 6 ( 6 ) 2020年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Association for the Advancement of Science ({AAAS})

DOI： 10.1126/sciadv.aay2042

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MISC

特集高速分子動画:動的構造からタンパク質分子制御へ Ⅵ.高速分子動画の実例:光作動性タンパク質光活性化アデニル酸シクラーゼ合成酵素の活性化機構の解明

石本直偉士, 朴三用

生体の科学 75 ( 3 ) 257 - 262 2024年6月

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出版者・発行元：株式会社医学書院

DOI： 10.11477/mf.2425201863

CiNii Research

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講演・口頭発表等

ケモカイン受容体CXCR1におけるインターロイキン8の選択的認識に関する構造生物学的研究

石本直偉士

生物無機化学シンポジウム2024 2024年1月

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開催年月日： 2024年1月 - 2024年2月

記述言語：日本語会議種別：シンポジウム・ワークショップパネル（公募）

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Structural basis of CXC chemokine receptor 1 ligand binding and activation.

Naito Ishimoto, Jae-Hyun Park, Kouki Kawakami, Michiko Tajiri, Kenji Mizutani, Satoko Akashi, Jeremy R.H. Tame, Asuka Inoue, Sam-Yong Park

生理研研究会2023「クライオ電子顕微鏡とその周辺」 2023年11月

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開催年月日： 2023年11月

記述言語：英語会議種別：ポスター発表

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創薬・新規治療法の基盤となる対象タンパク質の構造生物学的研究

石本直偉士

未来の博士フェス2023 2023年9月

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開催年月日： 2023年9月

記述言語：日本語

添付ファイル： mirainohakase2023_program.pdf

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Structural basis of CXC chemokine receptor 1 ligand binding and activation.

Naito Ishimoto, Jae-Hyun Park, Kouki Kawakami, Michiko Tajiri, Kenji Mizutani, Satoko Akashi, Jeremy R.H. Tame, Asuka Inoue, Sam-Yong Park

令和5年度新学術領域研究「高速分子動画」シンポジウム 2023年5月

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開催年月日： 2023年5月

記述言語：英語会議種別：ポスター発表

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Structure of the human galanin receptor 2 bound to galanin and Gq reveals the basis of ligand specificity and how binding affects the G-protein interface.

Naito Ishimoto, Yunseok Heo, Ye-Eun Jeon, Ji-Hye Yun, Mio Ohki, Yuki Anraku, Mina Sasaki, Shunsuke Kita, Hideo Fukuhara, Tatsuya Ikuta, Koki Kawakami, Asuka Inoue, Katsumi Maenaka, Jeremy R.H. Tame, Weontae Lee, Sam-Yong Park

令和5年度新学術領域研究「高速分子動画」シンポジウム 2023年5月

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開催年月日： 2023年5月

記述言語：英語

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光活性化アデニル酸シクラーゼ OaPAC の動的構造解析による反応機構の解明

石本直偉士, 梅名泰史, Trampari Sofia, 辻野壮一郎, 富崎孝司, 朴三用

日本生物物理学会 2022年9月

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開催年月日： 2022年9月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

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海洋微生物塩化物イオンポンプロドプシンNM-R3の機構解明

石本直偉士, 水野操, 川瀬眞吾, 明石知子, 竹田一旗, Ji-Hye Yun, 村岡貴博, 水谷泰久, 朴三用

第44回日本分子生物学会年会 2021年12月

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開催年月日： 2021年12月

記述言語：日本語会議種別：ポスター発表

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受賞

YCU Best Student Award （旧学長賞）

2024年3月横浜市立大学

石本直偉士

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生理研研究会 2023「クライオ電子顕微鏡とその周辺」優秀ポスター賞

2023年11月生理研研究会

石本直偉士

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2022年度（令和4年度）奨学生

2022年3月首藤奨学財団ケモカイン受容体CXCR1におけるインターロイキン8の選択的認識に関する構造生物学的研究

石本直偉士

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2021年度（令和3年度）第32期奨学生

2021年4月山田長満奨学会

石本直偉士

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共同研究・競争的資金等の研究課題

インフルエンザウイルスNPタンパク質の核内輸送の機構解明

研究課題/領域番号：25K18415 2025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

石本直偉士

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担当区分：研究代表者

配分額：4810000円（直接経費：3700000円、間接経費：1110000円）

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脂肪酸受容体GPCRの立体構造の解明と機能解析

2024年4月 - 2025年3月

内藤記念科学振興財団 2023年度内藤記念海外研究留学助成金

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担当区分：研究代表者

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光活性化アデニル酸シクラーゼ蛋白分子の光遺伝学による細胞内での情報伝達分子の制御

2021年4月 - 2024年3月

サントリー生命医科学財団 SUNBOR SCHOLARSHIP

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担当区分：研究代表者

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創薬・新規治療法の基盤となる対象タンパク質の構造生物学的研究

2021年4月 - 2024年3月

横浜市立大学データ思考イノベーティブ人材フェローシップ

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担当区分：研究代表者

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