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必須微量元素セレン特異的原子認識機構とセレンタンパク質生合成装置の解明

Research Project

Project/Area Number 18780073
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

三原 久明  Kyoto University, 化学研究所, 助教 (30324693)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywordsセレン / セレンタンパク質 / 必須微量元素 / 酵素 / 翻訳 / ストップコドン / セレノリン酸
Research Abstract

大腸菌セレノリン酸合成酵素SelDの部位特異的変異解析を行い、バクテリアSelD間で高度に保存されているシステイン残基Cysl7が本酵素活性に必須であることを明らかにした。また、本酵素の触媒反応において、L-セレノシステインと大腸菌システインデスルフラーゼIscSをセレニド供給基質として用いた場合にもセレノリン酸が効率よく生成されることを見いだした。さらに、IscSはSelDとタンパク質間相互作用することを示す結果を得た。以上のことから、IscSの活性中心システイン残基上に生じるペルセレニドのセレンか、タンパク質間相互作用を介してSelDの活性中心へと転移されることが示唆された。また、アーキアのセレノシステイルtRNA^<Sec>生合成においては、ο-ホスホセリルtRNA^<Sec>キナーゼ(MJPSTK)によるセリルtRNA^<Sec>からのο-ホスホセリルtRNA^<Sec>合成過程が必須であると考えられていた。しかし、メタン生成好熱性アーキアMethanocaldococcus jannaschii由来のSelD、MJPSTK、セレノリン酸合成酵素(MJSecS)のin vitro解析を行った結果、MJPSTKとSelD依存的な経路とMJSecSとSelD依存的な経路の二つの独立した経路によりセレノシステイルtRNA^<Sec>が生成されることを見いだした。さらに、哺乳類に存在する二つのセレノリン酸合成酵素ホモログSPS1とSPS2の機能を検討した。RNA干渉法によってSPS2を抑制したマウス肝由来Hepa1-6細胞においては、セレンタンパク質生合成量の減少が認められたが、SPS1を抑制した場合、影響は見られなかった。また、これらのセレノリン酸合成酵素活性について詳細に検討した結果、SPS2の活性中心残基であるセレノシステインをシステインで置換した変異型酵素SPS2Cysはセレノリン酸合成酵素活性を示すが、SPS1は活性を示さないことが明らかとなった。

Report

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

    (7 results)

All 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Mining prokaryotic genomes for unknown amino acids: a stop-codon-based approach2007

    • Author(s)
      Fujita, M.
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics 8

      Pages: 225-225

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prediction of missing enzyme genes in a bacterial metabolic network-Reconstruction of the lysine-degradation pathway of Pseudomonas aeruginosa2007

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Journal Title

      FFBS Journal 274

      Pages: 2262-2273

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prediction of missing enzyme genes in a bacterial metabolic network2007

    • Author(s)
      Yamanishi, Y.
    • Journal Title

      FEBS Journal (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Biochemical and genetic analysis of the gamma-resorcylate (2,6-dihydroxybenzoate) catabolic pathway in Rhizobium sp.strain MTP-100052007

    • Author(s)
      Yoshida, M.
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology 189・5

      Pages: 1573-1581

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Free Full Text Enzymatic synthesis of L-pipecolic acid by Δ^1-piperideine-2-carboxylate reductase from Pseudomonas putida2006

    • Author(s)
      Muramatsu, H.
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 70・9

      Pages: 2296-2298

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Selenoprotein Biosynthesis and Selenium-Specific Enzymes2006

    • Author(s)
      Mihara, H.
    • Journal Title

      Biomedical Research on Trace Elements 17・4

      Pages: 355-359

    • NAID

      10018143662

    • Related Report
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  • [Presentation] Escherichia coli由来新規NADH依存性ピリミジンレダクターゼ2007

    • Author(s)
      秀瀬涼太
    • Organizer
      2007年日本生化学会・日本分子生物学会 合同大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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