2020 Fiscal Year Research-status Report
L-グルタミン酸からはじまる哺乳類D-アミノ酸ワールド
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20K06740
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
宇田 幸司 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 講師 (10448392)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | d-アミノ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アミノ酸には，L-アミノ酸とD-アミノ酸の二種類の異性体が存在するが，通常はL-アミノ酸のみが生体内で利用されている。しかし，かつては生体内には存在しないとされていたD-アミノ酸が，分析技術の発達に伴い，多くの動物から検出されている。哺乳類からも，D-セリン，D-アスパラギン酸，D-グルタミン酸などの10種類以上のD-アミノ酸が検出され， D-アスパラギン酸はメラトニンやプロラクチンの分泌調節を行うこと，D-セリンは統合失調症やアルツハイマーに関与すること，D-グルタミン酸が心不全状態に関与することが知られている。申請者は，哺乳類において，まずL-グルタミン酸からD-グルタミン酸が合成され，さらにD-グルタミン酸を材料として他のD-アミノ酸が合成される経路が存在するのではないかと考えた。そこで，本研究では，これらの合成反応を触媒するグルタミン酸ラセマーゼ及びD-アミノ酸アミノ基転移酵素の探索を行うことを目的とした。本年度は，D-グルタミン酸要求性大腸菌を用いたグルタミン酸ラセマーゼ及びD-アミノ酸アミノ基転移酵素のスクリーニング法の開発を行った。先行研究から，D-グルタミン酸要求性大腸菌を用いたスクリーニングが可能である事がわかっていたが，研究ごとにスクリーニング条件が異なり，どの方法が最適であるかは明らかではなかった。本年度は，先行研究によって示されたスクリーニング条件に加え，独自の条件を追加し，検討を行った。その結果，大腸菌の培地条件，培養条件，遺伝子発現ベクターの種類などの諸条件を最適化することができた。
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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
本年度はD-グルタミン酸要求性大腸菌を用いたグルタミン酸ラセマーゼ及びD-アミノ酸アミノ基転移酵素のスクリーニング法の最適化を目的とした研究を行った。当初の予定通り，大腸菌の培養条件，遺伝子発現ベクターなどの諸条件を最適化することで，擬陽性の出現を抑え，かつ目的遺伝子が存在する場合には確実に陽性となる条件を見いだすことに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は，まず，マウスの幾つかの組織由来のcDNA発現プラスミドライブラリーの作製を行う。次いで，高効率で遺伝子の導入が可能なD-グルタミン酸要求性大腸菌のコンピテントセル作製を行う。そして，これらのライブラリーとコンピテントセルを用い，最適化されたスクリーニング法によってグルタミン酸ラセマーゼ及びD-アミノ酸アミノ基転移酵素の探索を行う。
探索によって，得られたグルタミン酸ラセマーゼ及びD-アミノ酸アミノ基転移酵素候補遺伝子については，リコンビナントタンパク質の作製を行い，その酵素機能解析を進める。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で参加予定の学会が開催延期となったため，予定していた学会参加旅費が不要となったため。
次年度には，他の学会での発表を予定しており，その旅費として次年度使用額を用いる。
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