| Project/Area Number |
20K06509
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 解糖系 / GAPDH / アロステリック効果 / ホモ多量体 / NMR / GPADH / 四次構造 / Moon-lighting 蛋白質 / 神経変性疾患 / Moon-lighting蛋白質 / 核磁気共鳴 |
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| Outline of Research at the Start |
グリセルアルデヒド３リン酸脱水素酵素（GAPDH）は解糖系に必須の酵素であるが、酸化還元状態などの状況に応じて、異なる相手分子と臨機応変に相互作用し種々の異なる機能を発揮することが知られている。申請者は、いつもはホモ四量体であるGAPDHがサブユニット数も含む四次構造を変化させることによって多機能性を発揮しているのではないかと考え、その新たな概念としてのアロステリック効果をNMR, native-MS, AUC などの物理的計測法を用いて解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is an enzyme that plays a crucial role in the glycolytic pathway and forms a homotetrameric structure composed of four identical subunits. GAPDH is known as a moon-lighting protein as it transforms into a protein with different functions from its original glycolytic function when cells age and are exposed to oxidative stress. The mechanism of this transformation was analyzed using NMR, thermal shift assay, and analytical gel filtration. The results suggest that the change in function is due to an alteration in the number of subunits. This was particularly evident when ATP was present in the absence of the coenzyme, NAD.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
GAPDH は生化学的に長らく研究されてきた分子であり、従来よりサブユニット分裂が機能変化に関与する可能性が示唆されてきた。しかし、決定的な証拠はなく、議論の的となっていた。本研究では、分析ゲル濾過による分子レベルの解析とNMRによる原子レベルの解析を組み合わせることで、このサブユニット分裂を原子レベルで実証した。このサブユニット分裂は、老化や酸化ストレスによって引き起こされる。またGAPDH は、アルツハイマー病やパーキンソン病の発症に関わる分子との相互作用も報告されており、重要な役割をもつことが示唆されている。
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