| Project/Area Number |
16K14044
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Green/Environmental chemistry
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Demura Makoto 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (70188704)
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| Research Collaborator |
KIKUKAWA takashi
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | イオンポンプ / プロトンポンプ / ナトリウムポンプ / 多剤排出 / 微生物ロドプシン / エネルギー共役 / 環境技術 / 生物物理 / 応用微生物 / 蛋白質 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We aimed to make an energy-coupling system between light-driven ion-pumping microbial rhodopsins and ion-coupled multidrug transporters for future development of a solar-powered bioremediation by bacterial cells. The results could be summarized as follows: 1) Compared to H+ pump rhodopsin, Na+ pump rhodopsin was revealed to efficiently drive the drug transporter, 2) From a Gram-positive bacterium inhabiting Antarctica, we found a strong inward H+ pump rhodopsin, which might be utilized to drive the inward multidrug transport.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
細菌の細胞膜には種々の物質輸送蛋白質が存在する。本研究では、微生物型ロドプシンと多剤排出蛋白質の２種の蛋白質に注目した。微生物型ロドプシンは、光をエネルギー源として細胞膜を隔てたH+やNa+の濃度勾配を作り出すことができる。一方、多剤排出蛋白質は、これらのイオン濃度勾配を利用して、様々な薬物を膜輸送できる。これらを組み合わせることで、太陽光をエネルギー源として、環境中の様々な薬物を細胞内へ蓄積する「環境浄化細菌」を作製できる可能性がある。この作製のために、1)薬物輸送の効率を高める方法の検討、2)既存の微生物型ロドプシンの機能強化、3)高い機能を持つ微生物型ロドプシンの探索を行った。
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