2023 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the core structures and dynamics of membrane protein complexes related in productions of valuable compounds from plants
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21H02115
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
山下 哲 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70361186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸澤 譲 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90363267)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脂溶性有用物質 / メタボロン / X線結晶構造解析 / イソプレノイド / 天然ゴム / フラボノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が生産する有用な二次代謝産物は、小胞体膜上で酵素複合体メタボロンの形成により効率的に合成されることが明らかになってきた。他の宿主での代替生産系を構築する上でも、メタボロンの構造と機能を理解することが不可欠である。メタボロンの構成因子同士の相互作用は一般的に弱く、膜上で一過性に形成される複合体の単離も困難である。そのため、複合体の量論比、相互作用、ダイナミクスに関する知見は少ない。本研究ではフラボノイドおよび天然ゴム生合成系を対象として、代謝酵素複合体の酵素学的解析、質量分析とX線結晶構造解析により、相互作用様式を解明する。さらに高速原子間力顕微鏡を用いて脂質膜上での複 合体の動態を観察し、種々の溶液条件における複合体形成および解離のダイナミクスを明らかにすることを目的とする。 本年度の実績として、植物のイソフラボノイドメタボロンを構成する縮合酵素と，その活性を調節するパートナータンパク質の複合体の精製をおこない，X線結晶構造解析の結果、世界で初めて複合体構造を決定することに成功した。また，同様な組み合わせで多次元NMRを行い、両者の相互作用界面について、上記のX線構造と整合性を確認した。さらに、高速原子間力顕微鏡の測定では、縮合酵素を基板上に固定することに成功し、パートナータンパク質の結合と解離のダイナミクスをとらえることに成功した。 イソプレノイド生合成経路については、ナノディスク系（脂質二重膜）での観察を発展させるため、関連酵素群の導入と解析をより詳細に行うことができる脂質一重膜粒子を開発し、その系における各酵素および膜安定化タンパク質の性質を決定することができた。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Protein engineering, purification and characterization of a regulatory protein for cis-prenyltransferase from plant2023
Author(s)
Taro YANAI, Kohei TAKESHITA, Riki IMAIZUMI, Natsumi TAMURA, Haruhiko YAMAGUCHI, Yukino MIYAGI-INOUE, Kunishige KATAOKA, Masaki YAMAMOTO, Toru Nakayama, Seiji TAKAHASHI, Satoshi YAMASHITA
Organizer
TERPNET 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural and functional importance of the C-terminal conserved region of neryl diphosphate synthase from tomato2023
Author(s)
Riki Imaizumi, Shuto Misawa, Taro Yanai, Kohei Takeshita, Hiroaki Matsuura, Haruhiko Yamaguchi, Yukino Miyagi-Inoue, Naoki Sakai, Kunishige Kataoka, Masaki Yamamoto, Toru Nakayama, Seiji Takahashi, Satoshi Yamashita
Organizer
TERPNET 2023
Int'l Joint Research
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