| Project/Area Number |
21K05504
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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 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Nishimura Akira 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30781728)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | プロリン資化 / 塩基性アミノ酸 / トランセプター / Saccharomyces cerevisiae / アルギニン / 酵母 / トランスセプター / ワイン発酵 / MCC/eisosome |
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| Outline of Research at the Start |
酵母Saccharomyces cerevisiaeはワインなどの醸造に用いられ、酵母による原料の資化が酒類の味や風味を決める。プロリンはワインの原料であるブドウ中に最も豊富に含まれるアミノ酸であるが、発酵中の酵母はプロリンをほとんど資化することができず、発酵後も多量に残存する。残存したプロリンは苦味の増加や酸味の減少を引き起こし、最終製品であるワインの酒質を低下させる。申請者は最近、発酵環境中に存在するアルギニンがプロリン資化抑制因子であることを発見した。本研究では、発酵環境下においてプロリンを効率良く資化できる菌株の創製を目的とし、アルギニンによるプロリン資化抑制機構の全容解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The yeast Saccharomyces cerevisiae hardly assimilates proline during fermentation processes. Our previous studies showed that arginine induces endocytosis of the proline transporter Put4, resulting in inhibition of proline utilization. We first found that two basic amino acids, ornithine and lysine, inhibit proline utilization by inducing Put4 endocytosis in a manner similar to arginine. Our genetic screening revealed that the arginine transporter Can1 is involved in the inhibition of proline utilization. Intriguingly, the arginine uptake activity of Can1 was not required for the arginine-dependent inhibition of proline utilization. More importantly, our biochemical analyses revealed that Can1 activates signaling cascades of protein kinase A in response to extracellular arginine. Hence, we proposed that Can1 regulates proline utilization by functioning as a transceptor possessing the activity of both a transporter and receptor of arginine.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
約30年前から、プロリン資化抑制の解除を目指した研究例は存在するが、いずれの研究もプロリンの資化経路の強化を主眼に置いており、その効果は限定的であった。本研究成果を応用することで、これまでは想像もつかない新規な育種方法の提案が可能となり、プロリン高資化性酵母の構築が可能となる。プロリンが残存しないワインは個性的かつ高品質であることが期待されており、本研究が国内外の醸造業界に与える影響は多大である。
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