浸透圧ストレスを克服できる生物に幅広く存在する新規なタンパク質の正体の解明と応用
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22K05442
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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 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福田 庸太 大阪大学, 大学院薬学研究科, 助教 (20783179)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | X線結晶構造解析 / 乾燥耐性 / 結晶構造解析 / 構造生物化学 / 浸透圧ストレス / 酸化ストレス |
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| Outline of Research at the Start |
地球上には、われわれヒトの生存環境からは想像もつかない過酷な環境に適応できる生物が多数存在する。例えば極度の乾燥状態や高塩濃度環境下で細胞は深刻な浸透圧ストレスにさらされ、損傷を受けるが、こうした極限環境を造作もなく生き抜く生物がいる。本研究の目的は、こうした浸透圧ストレスを克服できる生物に幅広く存在する新規なタンパク質の構造と機能をつまびらかにし、浸透圧ストレス耐性の分子基盤に関する新たな知見を得ることである。また、その応用利用を視野に入れ、異種生物由来の浸透圧ストレス関連タンパク質を用いて、極限環境ストレス耐性を細胞に付与することが可能かどうかを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、浸透圧（乾燥）ストレスを克服できる生物に幅広く存在する新規なタンパク質の構造と機能をつまびらかにし、生物界に普遍的に存在するストレス耐性分子基盤に関する知見を得ることである。
昨年度に見出した、厳しい乾燥に耐える生物が共通して有していながら構造及び機能が未知であるタンパク質Aについて、さらなる解析をこころみた。このタンパク質Aは、構造が既知のタンパク質との配列類似性が低いいいっぽうで、多様なドメイン・界の生物にホモログが見つかることがわかっている。また、これを有する生物の中には厳しい乾燥に強いとされる動物や植物、バクテリアが多く存在していることから、タンパク質Aが乾燥耐性に寄与している可能性がある。
本年度は昨年度にタンパク質Aの構造決定に繋がった結晶化条件以外から得られた結晶や変異体の結晶を用いて、X線結晶構造解析により、活性中心構造の異なる複数の立体構造を決定した。また、昨年度見出した本タンパク質の脱リン酸化活性についてさらに広範な基質スクリーニングをするとともに、タンパク質Aとアミノ酸配列類似性を示す放射線耐性細菌由来タンパク質Bについても脱リン酸化活性を測定した。タンパク質Bはタンパク質Aと同じく、脱リン酸化活性を示した。植物由来のホモログタンパク質の組換え体発現も植物や大腸菌を用いて試みているが、MBPタグ付きのものが大腸菌からわずかに得られているのみである。
クマムシ由来タンパク質Aについて得られた結果をまとめ、現在論文投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
乾燥ストレスを克服できる生物に幅広く存在する新規なタンパク質の構造と機能の解析について一定の成果を得られており、論文を投稿中のため。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗状況に示したタンパク質Aの植物ホモログについて発現・精製条件について引き続き検討する。また、タンパク質Aと同様に「浸透圧ストレスを克服できる生物に幅広く存在する新規なタンパク質」が他にも数多く見つかっているため、これらの構造機能解析を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
