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2012 Fiscal Year Final Research Report

Anti-oxidative mechanism mediated by the yeast Mpr1 that acetylates proline catabolism intermediate and its application

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 22380061
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied biochemistry
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(Kenkyū-buntansha) YOSHIDA Nobuyuki  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 (10273848)
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)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SHINOZAKI Kazuo  独立行政法人理化学研究所, 植物科学研究センター, センター長 (20124216)
HIBI Takao  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (00285181)
Project Period (FY) 2010 – 2012
Keywords酵母 / アセチル化酵素 / 酸化ストレス / 活性酸素種 / プロリン代謝
Research Abstract

We found that the yeast N-acetyltransferase Mpr1 is a novel anti-oxidative enzyme that acetylates the proline catabolism intermediate, which induces the generation of superoxide anions by inhibiting the mitochondrial respiration, and that accelerates arginine synthesis, leading to the arginine-dependent NO production, which confers oxidative stress tolerance on yeast. Tah18 was first identified as the yeast protein involved in NO synthesis. We also analyzed the X-ray crystal structure and the Mpr1 mutants, indicating that Mpr1 has a unique catalytic reaction mechanism and that the catalytic residues are crucial for oxidative stress tolerance of yeast.

  • Research Products

    (30 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (20 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Iwao Ohtsu, Nobuyuki Yoshida, Hiroshi Takagi2013

    • Author(s)
      Thi Mai Hoa Bach, Ryotaro Hara, Kuniki Kino
    • Journal Title

      Applied Mic robiology and Biotechnology

      Volume: 97 Pages: 247-257

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The flavoprotein Tah18-dependent NO synthesis confers high-temperature stress tolerance on yeast cells2013

    • Author(s)
      Akira Nishimura, Nobuhiro Kawahara, Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 430 Pages: 137-143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The proline metabolism intermediate △^1 -pyrroline-5-carboxylate directly inhibits the mitochondrial respiration in budding yeast2012

    • Author(s)
      Akira Nishimura, Ryo Nasuno, Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 586 Pages: 2411-2416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of N-acetyl cis-4-hydroxy-L-proline by the yeast N-acetyltransferase Mpr12012

    • Author(s)
      Bach Thi Mai Hoa, Takao Hibi, Ryo Nasuno, Goh Matsuo, Yu Sasano, Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 114 Pages: 160-165

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] セルフクローニング法による実用パン酵母の育種:プロリン・アルギニン代謝に着目したストレス耐性の向上2011

    • Author(s)
      高木博史
    • Journal Title

      生物工学

      Volume: 89 Pages: 8-12

  • [Journal Article] An antioxidative mechanism mediated by the yeast N-acetyltransferase Mpr1: Oxidative stress-induced arginine synthesis and its physiological role2010

    • Author(s)
      Akira Nishimura, Tetsuya Kotani, Yu Sasano, Hiroshi Takagi
    • Journal Title

      FEMS Yeast Research

      Volume: 10 Pages: 687-698

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 一酸化窒素を介した酵母の新しい抗酸化メカニズムとその応用

    • Author(s)
      高木博史
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関与する N-アセチルトランスフェラーゼ Mpr1 の構造機能解析2013

    • Author(s)
      那須野 亮, 平野良憲, 伊藤貴文, 箱嶋敏雄,日〓隆雄, 高木博史
    • Organizer
      日本農芸化学会 2013 年度大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-25
  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関与する N-アセチルトランスフェラーゼ Mpr1 の構造機能解析2012

    • Author(s)
      那須野 亮, 平野良憲, 伊藤貴文, 箱嶋敏雄, 日〓隆雄, 高木博史
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-15
  • [Presentation] プロリン・ NO 代謝を強化した「実用パン酵母」開発への挑戦2012

    • Author(s)
      高木博史
    • Organizer
      第20回酵母合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇治
    • Year and Date
      2012-09-07
  • [Presentation] 出芽酵母におけるプロリン代謝中間体 △^1 ピロリン-5-カルボン酸を介した細胞死発現機構の解析2012

    • Author(s)
      西村 明, 那須野 亮,高木博史
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
    • Place of Presentation
      宇治
    • Year and Date
      2012-09-04
  • [Presentation] The physiological role of nitric oxide in Saccharomyces cerevisiae and its applications to baker's yeast2012

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi, Akira Nishimura, Yu Sasano
    • Organizer
      13th International Congress on Yeasts
    • Place of Presentation
      米国マディソン
    • Year and Date
      2012-08-28
  • [Presentation] Microbial production N-acetyl cis-4-hydroxy-L-proline2011

    • Author(s)
      Thi Mai Hoa Bach, Takao Hibi, Kuniki Kino, Hiroshi Takagi
    • Organizer
      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      小金井
    • Year and Date
      2011-09-27
  • [Presentation] 酵母に見出した酸化ストレスで誘導される一酸化窒素生成に関与する新規酵素2011

    • Author(s)
      高木博史
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会シンポジウム「特殊環境下における微生物の潜在能力:酵素研究の新展開」
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-09-24
  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関与する N-アセチルトランスフェラーゼ Mpr1 の構造機能解析2011

    • Author(s)
      那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] A novel antioxidative mechanism mediated by proline/arginine in yeast Saccharomyces cerevisiae2011

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi
    • Organizer
      The International Union of Microbiological Societies 2011 Congress: symposium "Yeast, a front runner of applied microbiology and biotechnology"
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] 出芽酵母における一酸化窒素合成とその生理的意義2011

    • Author(s)
      西村 明, 高木博史
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2011-09-05
  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関与する N-アセチルトランスフェラーゼ Mpr1 の構造機能解析2011

    • Author(s)
      那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2011-06-09
  • [Presentation] 酵母における酸化ストレスで誘導される一酸化窒素生成とその生理的意義2010

    • Author(s)
      西村 明, 笹野 佑, 高木博史
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2010-12-08
  • [Presentation] 酵母の酸化ストレス耐性に関与する N-アセチルトランスフェラーゼ Mpr1 の反応メカニズム解析2010

    • Author(s)
      那須野 亮, 高木博史
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] A novel antioxidative mechanism mediated by proline/arginine in yeast cells2010

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi
    • Organizer
      The 3rdInternational Symposium on Proline Metabolism
    • Place of Presentation
      米国リンカーン
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] Prolineand arginine-mediated nitric oxide synthesis and its physiological role in yeast Saccharomyces cerevisiae2010

    • Author(s)
      Akira Nishimura, Hiroshi Takagi
    • Organizer
      The 3rdInternational Symposium on Proline Metabolism
    • Place of Presentation
      米国リンカーン
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] Structural and functional analysis of the yeast N-acetyltrasferase Mpr1 involved in oxidative-stress tolerance2010

    • Author(s)
      Ryo Nasuno, Hiroshi Takagi
    • Organizer
      The 3rdInternational Symposium on Proline Metabolism
    • Place of Presentation
      米国リンカーン
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] 出芽酵母におけるプロリン・アルギニン代謝を介した NO 合成とその生理的意義2010

    • Author(s)
      西村 明, 笹野 佑, 大津厳生, 高木博史
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第43回研究報告会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2010-09-09
  • [Presentation] Novel antioxidative mechanism of the yeast N-acetyltransferase Mpr1: The oxidative stress-induced arginine/NO synthesis and its physiological role2010

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi, Akira Nishimura
    • Organizer
      The 11thAsian and Oceanian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2010-07-03
  • [Presentation] Oxidative stress-induced NO synthesis and its physiological role in yeast Saccharomyces cerevisiae2010

    • Author(s)
      Hiroshi Takagi, Akira Nishimura
    • Organizer
      The 6thInternational Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] 酸化ストレスで誘導される出芽酵母のアルギニン合成機構とその生理的意義2010

    • Author(s)
      西村 明, 笹野 佑, 高木博史
    • Organizer
      第57回日本生化学会近畿支部例会
    • Place of Presentation
      生駒
    • Year and Date
      2010-05-22
  • [Book] 酵母の発酵環境ストレス耐性機構の解析と実用酵母の育種への応用 発酵・醸造食品の最新技術と機能性 II2011

    • Author(s)
      高木博史
    • Total Pages
      50-59
  • [Remarks] ホームページアドレス

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/takagi/takagi-j.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 変異型アセチルトランスフェラーゼMpr12012

    • Inventor(s)
      高木博史
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Number
      国内特許第5087775 号
    • Acquisition Date
      2012-09-21

URL: 

Published: 2014-08-29  

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