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2022 Fiscal Year Annual Research Report

代謝における酵素集合体の液滴による再現と制御

Research Project

Project/Area Number 20J21734
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

浦 朋人  筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords液-液相分離 / 酵素活性化 / 酵素連続反応
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に引き続き、L-乳酸酸化酵素が液滴内で約1桁活性化する現象について詳細な調査を進めた。動的光散乱法および顕微鏡観察を組み合わせた調査により、塩濃度に応じて液滴のサイズが数十ナノメートルから数マイクロメートルまで変化することを発見した。この液滴のサイズの塩濃度依存性を利用して塩濃度を変化させながら酵素活性測定を行ったところ、液滴のサイズが小さいほど酵素活性化効果が高いことを明らかにした。以上の結果と、昨年度までに得られていた1) 液滴内での酵素の反応速度論パラメータの変化と2) 酵素の高次構造の変化の結果をまとめた論文が発表および口頭発表を行った。
液滴は細胞内を区画化する集合体であり、様々な反応との関連が明らかにされている。これらの研究では、試験管内で目的のタンパク質を含む液滴を形成させ分析して得られた知見から細胞内の液滴の形成機構や機能に言及している。観察を容易にするために数十マイクロメートル程度の液滴を試験管内で作製する例も多いが、本来細胞内を区画化する液滴の挙動を理解するために、細胞と同程度かそれ以上の大きさの液滴を分析することに対して疑問もあがっている。本年度の成果は、液滴のサイズが酵素の活性を変化させることを示した点で意義がある。また液滴形成の前駆体として数百ナノメートルサイズの集合体の存在が他の研究でも報告されはじめており、今後はこのサイズの集合体の検出やダイナミクスの調査が細胞内の液滴の役割の理解において重要になるだろう。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (2 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Activation of L-lactate oxidase by the formation of enzyme assemblies through liquid?liquid phase separation2023

    • Author(s)
      Ura Tomoto、Kagawa Ako、Sakakibara Nanako、Yagi Hiromasa、Tochio Naoya、Kigawa Takanori、Shiraki Kentaro、Mikawa Tsutomu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 1435

    • DOI

      10.1038/s41598-023-28040-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 液滴による酵素反応の制御2022

    • Author(s)
      浦朋人
    • Organizer
      量子生命科学会 第4回大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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