酵母の呼吸代謝から発酵への転換におけるグルコース不活性化の総合理解
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20H02894
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新谷 尚弘 東北大学, 農学研究科, 教授 (70374973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 翔貴 東北大学, 農学研究科, 助教 (70845099)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 出芽酵母 / グルコース不活性化 / 発酵 / 好気呼吸 / ユビキチン化 / 膜輸送体 / エンドサイトーシス / グルコース不活性化 / 呼吸 / 酵母 / 糖新生 / タンパク質分解 |
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| Outline of Research at the Start |
パン製造や醸造に用いられる酵母は、酸素存在下でもグルコースなどの糖が高濃度に存在していると呼吸が阻害され、アルコール発酵を優先して行う。グルコースが非発酵性炭素源の代謝経路を不活性化しているためである。この代謝経路の制御には遺伝子発現の調節のほか、代謝経路を担う酵素や輸送体の分解が関与している。本研究では、グルコースに応答したタンパク質分解の仕組みを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
酵母Saccharomyces cerevisiaeでは培養液中の発酵性炭素源（グルコースなど）が枯渇すると、非発酵性炭素源を利用するための糖新生関連遺伝子群の発現が誘導される。この遺伝子発現にはマスターレギュレーターとして転写因子Cat8が関わっている。Cat8の支配下で発現する遺伝子のうち、JEN1に加えてSTL1遺伝子産物が培地へのグルコース添加に応答して不活性化（分解）を受けることが明らかになった。STL1はグリセロール輸送体をコードしている。Stl1はJen1と同様にRsp5-Rod1依存的に分解され、Stl1のC末端領域が分解に重要であることが分かった。そこで、さらにRsp5-Rod1による認識に重要なアミノ酸配列を解析し、ユビキチン化に重要なリシン残基の周辺配列の配列の重要性が示され、Jen1とStl1の分解機構の類似性が示唆された。そこで、Rsp5-Rod1依存的に分解されることが知られているガラクトース輸送体Gal2の分解機構を解析し、分解機構の比較解析を行った。Gal2はJen1やStl1と同様に１２回膜貫通領域を持つ膜タンパク質であるが、Jen1やStl1とは異なりN末端領域にRsp5-Rod1によって認識される領域があることが示唆された。また、Jen1の認識において、Rod1側の基質認識ドメインを調査するための評価系を確立した。
前年度までに、Cat8自身もグルコースに応答して分解されることを明らかにしていた。プロテアソーム阻害剤で分解が阻害されることから、ユビキチンープロテアソーム系の関与が示唆された。そこで、選択的ユビキチン化にかかわるとされるユビキチンリガーゼの同定を目指した。すなわち、ユビキチンリガーゼをコードする遺伝子の破壊株ライブラリーを入手し、それら破壊株におけるCat8の分解を網羅的に解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
酢酸輸送体Ady2やコハク酸ーフマル酸キャリアSfc1の分解についても解析していたが、再現性ある良好なデータを得るのに難航している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ユビキチンリガーゼ遺伝子破壊株ライブラリーを用いて、Cat8のユビキチン化に関わる因子の同定を進める。Ady2及びSfc1のグルコース不活性化について再現性の確認を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
