生体必須金属セレンの動態の鍵を握るセレノプロテインP、そのブラックボックスを開く
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System |
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| Project/Area Number |
20H05516
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
田中 俊一 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70591387)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | セレン / セレノプロテインP / X線結晶構造解析 / ケミカルバイオロジー / 人工結合タンパク質 / 生体必須微量金属 / セレノシステイン |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトには25種類のセレンタンパク質が存在するが、それらの中で唯一セレンの動態に関わるのがセレノプロテインP（SelP）である。これまでの研究から、SelP は生命の維持や疾患の発症と密接に関わることが次々と明らかになってきた。しかし、そのタンパク質レベルでの研究は進んでおらず、SelPによるセレンの運搬や供給、そして疾病発症の機序はいまだブラックボックスのままである。
そこで本研究では、研究代表者らの独自のアプローチを展開し、SelPの立体構造情報を得るとともに、その構造的特徴がどのような機能発現と関係するのかを紐解くことで、上述のブラックボックスを開く鍵を得る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の趣旨は、セレノプロテインP（SelP）のタンパク質レベルでの研究を推進し、SelPによるセレンの運搬や供給、疾病発症のしくみの理解に繋げることにある。本年度は、SelPの構造機能解析として、(1)リコンビナントSelPの物性解析と結晶構造解析、(2)Sec導入型recSelPの調製と諸特性解析、(3)MonobodyによるSelPの細胞内取り込み阻害能解析、を進めた。
(1)について、大腸菌発現によるリコンビナントSelP（recSelP）の調製に成功し、分光学的・生化学的解析から、recSelPは天然型のSelPと同等の構造を有していることが示唆された。続いてrecSelPの結晶化に取り組み、recSelPの特異的に結合する人工結合タンパク質monobodyとの複合体で良質な結晶を得ることができた。SPring-8 BL41XUにおいて2.4Å分解能でのX線回折データの取得にも成功し、現在、構造解析を進めている。
(2)について、非天然型アミノ酸をタンパク質の目的部位に導入することができる大腸菌発現系を用いて、Sec導入型リコンビナントSelPの調製を試みた。高純度の精製タンパク質サンプルの調製に成功し、立命館大 三原先生にDAN法による解析を行っていただいたところ、8割以上の高率でSecが導入されていることが確認できた。現在、当該タンパク質を用いて還元活性測定を進めている。
(3)について、SelPの酵素触媒機能における重要部位や、細胞内取り込みにおける重要部位を探索する目的で、SelPのN末端領域とC末端領域のそれぞれに結合するmonobodyを取得した。N末端領域に対しては5種類、C末端領域に対しては1種類得られている。現在、東北大 斎藤先生にご協力をいただき、これらのmonobodyを用いて、酵素触媒機能や細胞内取り込みに対する影響を解析している。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
