L-グルタミン酸からはじまる哺乳類D-アミノ酸ワールド
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20K06740
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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 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
宇田 幸司 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (10448392)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | D-アミノ酸 / d-アミノ酸 |
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| Outline of Research at the Start |
アミノ酸にはL体とD体の2種類の鏡像異性体が存在するが，タンパク質の合成材料となるのはL体のアミノ酸のみである。そのため，生体内では遊離アミノ酸としてL-アミノ酸のみが存在し，D-アミノ酸はごく限られた生物にしか存在しないと長い間考えられてきた。しかしながら，近年の研究によって，哺乳類にも多数のD-アミノ酸が存在し，心不全や，ホルモンの分泌調節に関与することが明らかとなってきた。しかし，その合成酵素の全ては特定されていない。本研究では，「哺乳類D-アミノ酸がどのように合成されるのか？」を明らかにするため，哺乳類からD-アミノ酸の合成にかかわる酵素遺伝子の特定と機能解析を進める。
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| Outline of Annual Research Achievements |
かつては生体内には存在しないとされていたD-アミノ酸が，分析技術の発達に伴い，多くの動物から検出されている。哺乳類からも，D-セリン，D-アスパラギン酸，D-グルタミン酸などの多数のD-アミノ酸が検出され， D-アスパラギン酸はメラトニンやプロラクチンの分泌調節を行うこと，D-セリンは統合失調症やアルツハイマーに関与すること，D-グルタミン酸が心不全状態に関与することが知られている。また，哺乳類のマウス，ラット，ヒトからはD-セリンを合成可能なセリンラセマーゼ遺伝子が単離されている。本研究では，D-セリンを合成するセリンラセマーゼ以外のアミノ酸ラセマーゼが哺乳類に存在するかどうか，またセリンラセマーゼの哺乳類及び脊椎動物における分布を確認する事を目的として行った。
本研究では，哺乳類のウマ，ヒツジ，マナティー，コアラ，カモノハシ，鳥類のニワトリ，爬虫類のニシキガメ，アオウミガメ，両生類のアフリカツメガエル，サンショウウオ，魚類のゼブラフィッシュ，ジンベエザメ，シーラカンスに存在するセリンラセマーゼホモログ遺伝子の単離を行い，pET30ベクターまたはpMAL-c2Xベクターを用いたリコンビナントタンパク質の合成を行った。次いで，合成されたリコンビナントタンパク質を精製し，詳細な酵素活性パラメータの決定を行った。哺乳類以外の脊椎動物から単離されたセリンラセマーゼホモログでは，ごく僅かなセリンラセマーゼ活性が確認され，一部の動物では，アスパラギン酸ラセマーゼ活性も確認された。一方で，哺乳類のセリンラセマーゼホモログからは強いセリンラセマーゼ活性のみが確認された。また，哺乳類の中でも真獣類のセリンラセマーゼホモログが最も強いセリンラセマーゼ活性を持つことが明らかとなった。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
