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人工神経内分泌小胞によるシステム細胞工学

Research Project

Project/Area Number 18048030
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

鍔木 基成  Kobe University, 理学研究科, 教授 (00145046)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 武内 総子  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (00448169)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥10,900,000 (Direct Cost: ¥10,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000)
Keywordsシトクロムb561 / シトクロムb5 / 膜タンパク質 / アスコルビン酸 / ビタミンC / 電子伝達反応 / リポソーム / 人工小胞
Research Abstract

動物の神経内分泌小胞にはcytochrome b561を中心とする膜貫通電子伝達系が存在し,細胞質のアスコルビン酸(AsA)から小胞内の銅含有酸素添加酵素への電子伝達を媒介している。この反応は小胞内での神経伝達物質合成反応に必須である。本研究では、脳神経内分泌組織に特異的な電子伝達・酵素反応系の構造と機能,そして小胞の輸送・融合現象・開口放出の解明するため,多機能プロテオリポソームを使ったアプローチを行う。人工小胞膜および内側に膜酵素・膜タンパク質を埋め込んだプロテオリポソームを作製し,小胞外からは基質・神経ペプチドをTAドメインを利用した輸送系で,電子当量はb561により供給して,小胞内で神経伝達物質の合成を行わせ,特異的な電子伝達系・酵素反応系の構造と機能を解明する。
本年度は、次のような段階的な実験・解析を行った。(1)安定プロテオリポソームの作製技術の完成:AsA,野生型b5からなるプロテオリポソームを構築するための条件検索。(2)TAドメインを用いたプロテオリポソーム内腔への物質輸送系の構築:ヒトb5のTAドメインのリボソーム膜への結合とリボソーム内腔への自立的移動による輸送系を構築することを目指して、TAドメインに種々の変異・延長を導入したb5変異体を大腸菌で発現させる系を構築し,その発現・精製に成功した。(3)b561によるAsA依存性膜貫通電子伝達反応機構を解明するために,植物トウモロコシ由来b561を酵母Pichia pastorisにおいて大量発現させる系を構築し,野生型とAsA結合部位,MDA結合部位周辺での特異的変異体を精製して種々の酵素的・タンパク質化学的測定を行った。その結果,植物b561でも動物b561と同様な機構に基づくAsA由来電子伝達反応が機能していることが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of heme-coordinating histidyl residues of an engineere six-coordinated my oglobin mutant based on the reactivity with diethoxylpyrocarbonate, mass spectrometry and EPR sspectroscopy2008

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Journal Title

      J. Biosci. Biotechnol. (in press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purification and biochemical analyses of Zea mays cytochrome b_561 heterologously expressed in Pichia pastoris2007

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Journal Title

      2007 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science IEEE, なし

      Pages: 108-112

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Histidine cycle mechanism for the concerted proton/electron transfer from ascorbate to the cytosolic heme b center of cytochrome b_561: Aunique machinery for the biological transme mbrane electron transfer2007

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry 142巻・5号

      Pages: 553-560

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interaction of tail-anchored proteins with liposomes in different cholesterol content; Initial steps for the fabrication of artificial neuroendocrine vesicles2007

    • Author(s)
      鍔木基成(Motollari Tsubaki)
    • Journal Title

      International symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science Symposium "Micro- and Nano-Mechatronics for Information-Based Society", The 21st Century COE Program (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Protein-protein interaction of cytochrome b_<561> in chromaffin vesicle membranes studied by two-dimensional blue-native/sodium dodecyl sulfate gele electrophoresis and co-immunoprecipitation analysis2006

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Journal Title

      Acta Biologica Szegediensis 50・1-2

      Pages: 83-87

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of heme-coordinating histidyl residues of cytochrome b_5 based on the reactivity with diethylpyrocarbonate : Comparison with neuroendocrine cytochrome b_<561>2006

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Journal Title

      J. Biochemistry 140・4

      Pages: 561-571

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物Zea mays cytochrome b_<561>の電子伝活性と変異体解析2007

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Organizer
      第34回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2007-06-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 生化学辞書(第4版) (6項目の分担執筆)2007

    • Author(s)
      鍔木基成(Motonari Tsubaki)
    • Total Pages
      1617
    • Publisher
      (株)東京学同人
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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