| Project/Area Number |
22K14821
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
藤田 雅也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 学振特別研究員 (50923471)
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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 |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | リグニン / MFS輸送体 / 立体構造解析 / 細菌内膜 / MFSトランスポーター / トランスポーター / バクテリア / 物質生産 |
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| Outline of Research at the Start |
樹木の細胞壁の主要な構成成分の一つであるリグニンは、石油に代わる芳香族資源であり、近年ではリグニンの化学処理により低分子化と細菌による単一化合物への変換を組み合わせた有価物生産が注目されている。細菌を用いた有価物生産において、細胞膜における基質の取り込みは一つの律速となりうる。そのため、有価物生産の効率化のためには、酵素機能の強化だけでなく、輸送体による取り込み量を向上させる必要がある。本研究では、内膜でリグニン由来ビフェニル、カテコール化合物をそれぞれ取り込む輸送体の構造情報を取得し、構造に基づいた基質結合部位などの変異導入により、取り込み能を改変・強化した内膜輸送体を作出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細菌の内膜でリグニン由来芳香族化合物を取り込むMFS輸送体の立体構造解析および変異導入による機能改変を目的としている。本年度は、界面活性剤に可溶化させたPcaKのクライオ電顕単粒子解析を行った。Titan Krios G4を用いておよそ3万枚のデータを撮影し、CryoSPARCを用いて解析を行った。その結果、3.4オングストロームの分解能でPcaKと基質との複合体の3次元マップを得ることができた。現在構造精密化を行っている段階である。DdvKについては、同様な方法で単粒子解析を行ったが、6オングストロームの分解能の構造しか得られていない。今後、界面活性剤などの条件を検討することによって、分解能の向上が期待できる。
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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
本研究では、細菌の内膜でリグニン由来芳香族化合物を取り込むMFS輸送体の立体構造解析および変異導入による機能改変を目的としている。本年度は、界面活性剤に可溶化させたPcaKのクライオ電顕単粒子解析を行った。Titan Krios G4を用いておよそ3万枚のデータを撮影し、CryoSPARCを用いて解析を行った。その結果、3.4オングストロームの分解能でPcaKと基質との複合体の3次元マップを得ることができた。現在構造精密化を行っている段階である。DdvKについては、同様な方法で単粒子解析を行ったが、6オングストロームの分解能の構造しか得られていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
構造精密化が終了し構造が決まり次第、変異体の作製に取り組み、PCAの輸送に重要な残基を決定する。それら残基に変異を導入し、基質特異性を変化できないかを検討する。また、PCA以外のバニリン酸などとの複合体構造の解析にも取り組む予定である。今後、界面活性剤などの条件を検討することによって、DdvKの分解能の向上を検討する。
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