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CO2固定酵素ルビスコの機能発現最適化による光合成の機能改良

研究課題

研究課題/領域番号 17H03964
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 応用分子細胞生物学
研究機関神戸大学

研究代表者

蘆田 弘樹  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (50362851)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード光合成 / CO2固定 / ルビスコ / シアノバクテリア / アーキア / 植物 / ルビスコアクチベース
研究成果の概要

光合成CO2固定酵素ルビスコのCO2/O2識別機構を明らかにするために、CO2/O2識別能が大きく異なる常温性と好熱性シアノバクテリアのルビスコの構造活性相関研究を行い、この酵素のスモールサブユニットがこの機構に大きく関与していることを明らかにした。また、メタン生成アーキアのルビスコが最もCO2/O2識別能が低く、O2反応性が非常に高いことを明らかにした。さらに、ルビスコが触媒能を発揮するために活性化を必要とするが、シアノバクテリアにおけるルビスコ活性化タンパク質を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食糧生産やバイオ燃料・バイオプラスチック生産のために、植物や藻類が行っている大気CO2から有用物質を生産する光合成機能の改良が期待されている。光合成機能改良には、CO2固定を行う酵素ルビスコの機能改良が必須である。本研究では、ルビスコのCO2反応性を向上させるための構造とこの酵素の活性化を促進するタンパク質の同定に成功した。今後、ここで得られた成果を応用し、ルビスコの機能改良を行うことで、植物や藻類の光合成機能向上が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Revisiting the methionine salvage pathway and its paralogues2019

    • 著者名/発表者名
      Sekowska Agnieszka、Ashida Hiroki、Danchin Antoine
    • 雑誌名

      Microbial Biotechnology

      巻: 12 ページ: 77-97

    • NAID

      120006549196

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reaction of ribulose biphosphate carboxylase/oxygenase assembled on a DNA scaffold2019

    • 著者名/発表者名
      Dinh Huyen、Nakata Eiji、Lin Peng、Saimura Masayuki、Ashida Hiroki、Morii Takashi
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 ページ: 115120-115120

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning RuBisCO’s birth and subsequent environmental adaptation.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ashida, Eiichi Mizohata, Akiho Yokota
    • 雑誌名

      Biochemical Society transactions

      巻: 47 号: 1 ページ: 179-185

    • DOI

      10.1042/bst20180449

    • NAID

      120006599212

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メタン生成アーキアにおけるRuBisCOを利用した新規CO2固定経路2017

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 雑誌名

      酵素工学ニュース

      巻: 78 ページ: 14-18

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RuBisCO経路を利用した組換え大腸菌によるポリヒドロキシアルカン酸の合成と RuBisCO評価系への応用2021

    • 著者名/発表者名
      藤原 悠暉、齋藤 樹理、永田 暁洋、大潟 祥梧、二宮 太樹、谷口 遼、松本 直己、堀 千明、大井 俊彦、蘆田 弘樹、松本 謙一郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好熱性と常温性シアノバクテリアRuBisCOの構造活性相関研究2020

    • 著者名/発表者名
      河野飛鳥、磯野香奈子、合田初奈、林美彩希、蘆田弘樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CO2固定酵素RuBisCOの多様な機能進化2018

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      第4回光合成細菌ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非光合成生物におけるCO2固定酵素RuBisCOホモログの機能2018

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 常温性と好熱性シアノバクテリア間のサブユニットスワップ型 RuBisCO の解析2018

    • 著者名/発表者名
      磯野香奈子、蘆田弘樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光合成CO2固定酵素RuBisCOの機能進化解析と光合成機能改良への応用2017

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      第7回合成生物工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光合成生物の枠を超えたCO2固定酵素RuBisCOの機能進化2017

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      新光合成&光合成若手の会ジョイント若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 好熱性・常温生シアノバクテリアRuBisCOのCO2識別能力にスモールサブユニットが関与する2017

    • 著者名/発表者名
      磯野香奈子、合田初奈、河野卓成、蘆田弘樹
    • 学会等名
      新光合成&光合成若手の会ジョイント若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光合成機能の改良と応用2017

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      第43回バイオマスイノベーション研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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