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金属イオンの高選択的生物濃縮の分子生理学

研究課題

研究課題/領域番号 14340264
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 動物生理・代謝
研究機関広島大学

研究代表者

道端 齊  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00111740)

研究分担者 廣田 洋  理化学研究所, タンパク質構造機能研究グループ, プロジェクト副ディレクター(研究職) (00126153)
金森 寛  富山大学, 理学研究科, 教授 (00019001)
植木 龍也  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10274705)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2003年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2002年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
キーワードホヤ / バナジウム / 濃縮機構 / 錯体化学 / 構造生物学 / ESR / NMR / EST / 金属結合タンパク質 / 立体構造 / 解離定数
研究概要

ホヤは高濃度かつ高選択的にバナジウムを濃縮している。その濃度は海水のバナジウム濃度の1,000万倍に相当する350mM濃度に達し、濃縮されたバナジウムはバナジウム濃縮細胞(バナドサイト)の液胞内の硫酸酸性下で、生体には稀な三価に還元されて蓄えられる。他の生命体に例を見ないこの特異な生理現象は、金属イオンの選択的濃縮機構を解明する上で格好のモデルである。
1.スジキレボヤのバナジウム結合タンパク質(Vanabin1とVanabin2)と四価バナジウムとの結合数および解離定数を明らかにした。電子スピン共鳴(ESR)法によって、Vanabin2と4価バナジウムとの結合にはシステインではなくアミン性窒素および酸素原子が関与すること、すなわちリジン、アルギニン、グルタミン酸、アスパラギン酸が関与することが示唆された。
2.カタユウレイボヤのcDNAライブラリーからVanabinのホモログを5クローン同定した。それぞれの遺伝子、発現様式、金属結合能の解析を行なった。
3.スジキレボヤのバナドサイトのEST解析およびバナジウムを固定化したアフィニティカラムによって、3種類の新規Vanabin(Vanabin3、Vanabin4、VanabinP)を同定した。発現様式と金属結合能の解析を行なった。
4.核磁気共鳴(NMR)法によってVanabin2の立体構造をほぼ決定した.
5.バナドサイトで発現する膜輸送体のうち、Nramp/DMT/DCT遺伝子ファミリー、Metal ATPaseファミリー、塩素イオンチャネル、硫酸イオントランスポーターのcDNAをクローニングした。哺乳類細胞および出芽酵母細胞において強制発現を試みた。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] 道端 齊: "脊索動物・ホヤのバナジウム濃縮"化学と生物. 40. 687-692 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michibata, H.: "Vanadocyte is a cell holding the key to resolve the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians,"Microscop.Res.Technol.. 56. 421-434 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of blood cells in the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea - a survey of genes for metal accumulation"Zool.Sci.. 19. 1001-1008 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Vanadium-binding proteins (vanabins) from a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea"Biochim.Biophys.Acta. 1626. 43-50 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukui, K.: "Vanadium-binding protein in a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea : CW and pulsed EPR studies."J.Am Chem.Soc.. 125. 6352-6353 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Chloride Channel in Vanadocytes of a Vanadium-Rich Ascidian Ascidia sydneiensis samea"Comp.Biochem.Phys.B. 136. 91-98 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 植木 龍也: "ホヤ -稀少金腐バナジウムを濃縮する動物-"遺伝. 57. 10-13 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Bioaccumulation of copper ions by Escherichia coil expressing vanabin genes from the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea."Appl.Environ.Microbiol.. 69. 6442-6446 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Trivedi, S.: "Novel vanadium-binding proteins (Vanabins) identified in cDNA libraries and the genome of the ascidian Ciona in testinalis."Biochim.Biophys.Acta. 1630. 64-70 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of vanadocytes in a vanadium rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea."Mar.Biotechnol.. (印刷中). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michibata, H.: "Chordates -vanadium accumulation in ascidians."Kagaku To Seibutsu. 40. 687-692 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michibata, H.: "Vanadocytes, cells hold the key to resolving the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians."Microscop.Res.Tech.. 56. 421-434 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of blood cells in the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea -a survey of genes for metal accumulation."Zool.Sci.. 19. 1001-1008 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Vanadium-binding proteins (vanabins) from a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea."Biochim.Biophys.Acta. 1626. 43-50 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukui, K.: "Vanadium-binding protein in a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea : CW and pulsed EPR studies."J.Am.Chem.Soc.. 125. 6352-6353 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Chloride channel in vanadocytes of a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea."Comp.Biochem.Phys.B. 136. 91-98 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Ascidians -An animal that accumulate a rare metal, vanadium."Iden. 57. 10-13 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of vanadocytes in a vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea."Mar.Biotechnol.. (in press).

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Bioaccumulation of copper ions by Escherichia coli expressing vanabin genes from the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea."Appl.Environ.Microbiol.. 69. 6442-6446 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Trivedi, S.: "Novel vanadium-binding proteins (vanabins) identified in cDNA libraries and the genome of the ascidian Ciona intestinalis."Biochim.Biophys.Acta. 1630. 64-70 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukui, K.: "Vanadium-binding protein a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea : CW and pulsed EPR studies"J.Am Chem.Soc.. 125. 6352-6353 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Chloride Channel in Vanadocytes of a Vanadium-Rich Ascidian Ascidia sydneiensis samea"Comp.Biochem.Phys.B. 136. 91-98 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 植木, 龍也: "ホヤ -稀少金属バナジウムを濃縮する動物-"遺伝. 57. 10-13 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Bioaccumulation of copper ions by Escherichia coli expressing vanabin genes from the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea"Appl.Environ.Microbiol.. 69. 6442-6446 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Trivedi, S.: "Novel vanadium-binding proteins (Vanabins) identified in cDNA libraries and the genome of the ascidian Ciona intestinalis"Biochim.Biophys.Acta. 1630. 64-70 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of vanadocytes in a vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea"Mar.Biotechnol.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 道端 齊: "脊索動物-ホヤのバナジウム濃縮"化学と生物. 40. 687-692 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Michibata, H.: "Vanadocyte is a cell holding the key to resolve the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians"Microscop. Res. Technol.. 56. 421-434 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi, N.: "Expressed sequence tag analysis of blood cells in the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea-a survey of genes for metal accumulation"Zool. Sci.. 19. 1001-1008 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ueki, T.: "Vanadium-binding proteins(vanabins) from a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea"Biochim. Biophys. Acta. (印刷中). (2003)

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      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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