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産業微生物由来アミノ酸輸送体の構造解析と基質輸送メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 13J03082
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

鈴木 聡美  東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsアミノ酸輸送体 / AspT / リポソーム / 輸送能解析 / 基質輸送メカニズム / 結晶化 / キネティクス / OGMラベリング / 基質結合 / 構造変化 / 輸送体 / AAExファミリー / GxxxG
Outline of Annual Research Achievements

本研究は輸送体の改変により、将来的に発酵産業界における有用物質生産の高効率化を目指し、微生物の輸送メカニズムの解明を行ったものである。
研究対象となる輸送体は、産業利用例のある微生物由来の輸送体蛋白質であり、アスパラギン酸(L-Asp)とアラニン(L-Ala)という二つのアミノ酸を交換輸送する。
これまで、酵素学的解析から、基質透過経路の同定や基質結合部位が輸送基質ごとに異なることが明らかにされている。本研究では引き続き酵素学的アプローチとして、1(1)L-Asp、L-Ala のヘテロ交換輸送がどのように行われているのか解析すると共に、1(2)基質の推定透過経路内の一アミノ酸残基に注目し、輸送における機能の解明を行った。
また、AspTの輸送における機能の全容解明に挑むため、結晶構造解析を考えている。昨年度は、更なる高発現系の改良に成功した。今年度は実際結晶化スクリーニングに挑むと共に、2耐熱性ホモログのスクリーニングを行い、より結晶化しやすい状況の探索を行った。
1(1)ヘテロ交換輸送の解明に関しては、現在論文作成中であり、新規性確保のため詳細は省略させていただく。1(2)では、構造の安定化に寄与するとされる部位のうち、76番目のアルギニン残基を様々なアミノ酸に置換して輸送能を調べた。その結果、リジンに置換した変異体ではワイルドタイプの約2倍の輸送能を示した。これは輸送体の改変が産業応用に期待できる結果となった。2では後輩の指導・アドバイスの面で関わった。現在、耐熱性ホモログのスクリーニング、発現の確認を終えたところである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] R76 in transmembrane domain 3 of the aspartate:alanine transporter AspT is involved in substrate transport.2016

    • Author(s)
      Suzuki Satomi, Nanatani Kei, Abe Keietsu
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 80 Issue: 4 Pages: 744-747

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1123609

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Cell-Free Translocation System Using Extracts of Cultured Insect Cells to Yield Functional Membrane Proteins2014

    • Author(s)
      Toru E., Kei N., Yoko S., Satomi S., Keishi A., Satoshi S., Masaaki I., Takahiro H., Gunnar V. H., Toshihiko U., Keietsu A., Eiji A. and Nobuyuki U.
    • Journal Title

      Pros One

      Volume: 9 Issue: 12 Pages: e112874-e112874

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0112874

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 産業細菌由来 L-Aspartate:L-Alanine 交換輸送体 AspT の基質輸送における GxxxG モチーフと R76 の役割2015

    • Author(s)
      鈴木聡美、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島県鹿児島市 城山観光ホテル
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 醤油乳酸菌 Tetragenococcus halophilus 由来アスパラギン酸:アラニン交換輸送体の基質輸送機構2015

    • Author(s)
      鈴木聡美、木村拓哉、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      2015年度 乳酸菌学会
    • Place of Presentation
      千葉県市川市 和洋女子大学
    • Year and Date
      2015-07-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Aspartate:Alanine 交換輸送体 AspT のコンフォメーション変化の観察2015

    • Author(s)
      鈴木聡美、木村拓哉、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      第10回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      東京都港区 慶応義塾大学 薬学部
    • Year and Date
      2015-06-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 乳酸菌由来 Aspartate:Alanine 交換輸送体 (AspT) の基質依存的構造変化と輸送の解析2015

    • Author(s)
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      岡山県岡山市 岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 乳酸菌由来 L-Aspartate : L-Alanine 交換輸送体 AspT の蛍光修飾による基質輸送と構造変化の解析2014

    • Author(s)
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都府京都市 国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 乳酸菌由来 L-Aspartate:L-Alanine 交換輸送体 AspT 第 3 膜貫通領域システイン置換体を用いた蛍光修飾による AspT の構造変化の解析2014

    • Author(s)
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市 札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] GxxxG motif of transmembrane region 3 (TM3) is critical for the function of bacterial L-Aspartate : Alanine Antiporter AspT2013

    • Author(s)
      鈴木聡美
    • Organizer
      第8回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      熊本大学薬学部(熊本市中央区大江本町5-1)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis of the amino acid residues in the transmembrane domain (TM3) of the L-Aspartate : L-Alanine Antiporter AspT-Functional analysis of the amino acid exchanger AspT-2013

    • Author(s)
      鈴木聡美
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市西区みなとみらい1-1-1)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 産業細菌由来L-Aspartate : L-Alanine交換輸送体AspTの基質輸送における機能解析2013

    • Author(s)
      鈴木聡美
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島市中区中島町1-5)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Studies of Transport Mechanism of The Bacterial Aspartate : Alanine Antiporter (AspT)-Functional Analysis of The Amino Acid Residues in The Transmembrane Domain 3 (TM3) of AspT-2013

    • Author(s)
      鈴木聡美
    • Organizer
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(仙台市青葉区青葉山)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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