構造変化から見る生命エネルギー変遷の進化メカニズムとそれを利用した応用生物工学
Project/Area Number |
17360400
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Research Field |
Biofunction/Bioprocess
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
黒田 章夫 Hiroshima University, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (50205241)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片柳 克夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20291479)
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Project Period (FY) |
2005 – 2008
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥15,300,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Fiscal Year 2005: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
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Keywords | アデノシン三リン酸 / 生命エネルギー / ポリリン酸 / グルコキナーゼ / 構造解析 / 進化 / 耕造解析 |
Research Abstract |
アデノシン三リン酸(ATP)は生命エネルギーの通貨と言われ、多くの酵素がATPをエネルギー源あるいはリン酸化の基質として利用している。ポリリン酸(polyP)はATPと同じ高エネルギーリン酸結合からなる無機ポリマーであり、原始生命が生まれた環境中に多く存在したと考えられている。Pillipsらの仮説によればATPグルコキナーゼ(ATP-GK)はポリリン酸グルコキナーゼ(PolyP-GK)から進化したものとされている。我々はATP-GKとPolyP-GKの立体構造を詳細に比較して、ポリリン酸を基質にする動作原理と、ポリリン酸からATPへ変化した生命エネルギー変遷の進化メカニズムを解明することを目的とした。スプリング8においてPolyP-GKの結晶を解析し、得られた回折像から構造解析を行った。PolyP-GKには、長鎖ポリリン酸に結合すると考えられる超塩基性領域(Lys222, Lys223, Lys226, Lys230, Lys232、 Lys234の6つのリジン残基が三次元構造上で一直線に並ぶ領域)が存在した。この領域はビフィズス菌由来のポリリン酸とATPの両方を利用するグルコキナーゼ(PolyP/ATP-GK)の立体構造には見られないこと、またこの領域がATP結合を阻害すると考えられることから、PolyP-GKは明らかに特別に進化した形であることが予想できた。このことから、原始タイプとしてPolyP/ATP-GKが存在し、一部はPolyP-GKへ、また一部はATP-GKへと別々に進化したとする独自のモデルを提唱した。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)