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New regulatory mechanism of intracellular antioxidative system by the yeast acetyltransferase Mpr1

Research Project

Project/Area Number 25660058
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

Takagi Hiroshi  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (50275088)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) OHTSU Iwao  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60395655)
Research Collaborator NASUNO Ryo  
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsN-アセチルトランスフェラーゼMpr1 / 酵母 / アルギニン合成 / プロリン代謝 / 酸化ストレス耐性 / 細胞内抗酸化系
Outline of Final Research Achievements

We constructed stable Mpr1 variants by a rational design based on its crystal structure. Substitution of Asn203 to a Lys was suggested to stabilize α-helix 2, which is important for the whole structure of Mpr1, probably by neutralizing its dipole moment, leading to an increase in the thermostability of Mpr1. Expression of the Mpr1 variant enhanced the arginine biosynthesis in yeast. This finding will lead to the construction of new yeast strains with increased arginine synthetic activity and fermentation rate. We also attempted to clarify the Mpr1-dependent arginine synthetic pathway in yeast including identification of the cellular substrate of Mpr1 and its catalytic reaction. As a result, N-acetyl proline, which is converted from proline catalyzed by Mpr1, was suggested to function as the intermediate for Mpr1-dependent ariginine synthesis or the regulator for the arginine metabolic enzyme.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Structure-based molecular design for thermostabilization of N-acetyltransferase Mpr1 involved in a novel pathway of l-arginine synthesis in yeast.2016

    • Author(s)
      Nasuno R, Hirase S, Norifune S, Watanabe D, Takagi H.
    • Journal Title

      J Biochem.

      Volume: 159 Issue: 2 Pages: 271-7

    • DOI

      10.1093/jb/mvv101

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 酵母に見出した新規な抗酸化酵素「N-アセチルトランスフェラーゼMpr1」2015

    • Author(s)
      高木博史, 那須野 亮
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 53 Pages: 148-155

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 酵母におけるN-アセチルトランスフェラーゼMpr1のアルギニン代謝経路における分子機構の解明2016

    • Author(s)
      乘船沙紀, 関口春菜, 那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母におけるプロリン・アルギニン代謝を介した新しい酸化ストレス耐性機構2015

    • Author(s)
      高木博史
    • Organizer
      第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市中央区)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 酵母におけるN-アセチルトランスフェラーゼMpr1依存的な新規アルギニン合成機構の解明2015

    • Author(s)
      乘船沙紀, 関口春菜, 那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2015-08-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母に見出した抗酸化酵素「N-アセチルトランスフェラーゼMpr1」の構造機能解析2015

    • Author(s)
      高木博史, 那須野 亮
    • Organizer
      第15 回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2015-06-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 酵母におけるN-アセチル基転移酵素Mpr1依存的な新規アルギニン合成機構の解明2015

    • Author(s)
      乘船沙紀, 関口春菜, 那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部例会(第489回講演会)
    • Place of Presentation
      京都府立大学(京都府京都市左京区)
    • Year and Date
      2015-05-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母の抗酸化酵素N-acetyltransferase Mpr1 の立体構造に基づいた機能向上2015

    • Author(s)
      平瀬冴華, 那須野 亮, 渡辺大輔, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関わるN-acetyltransferase Mpr1の立体構造に基づいた分子設計と構造機能相関2014

    • Author(s)
      平瀬冴華, 那須野 亮, 渡辺大輔, 高木博史
    • Organizer
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会(第486回講演会)
    • Place of Presentation
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県生駒市)
    • Year and Date
      2014-09-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 酵母におけるN-アセチルトランスフェラーゼMpr1依存的な新規アルギニン合成系の分子機構の解析2014

    • Author(s)
      関口春菜, 那須野 亮, 西村 明, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 酵母に見出した抗酸化酵素N-アセチルトランスフェラーゼMpr1の機能解析.

    • Author(s)
      関口春菜, 西村 明, 那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部例会(第482回講演会)
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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