2015 Fiscal Year Annual Research Report
硫黄細菌由来光活性化アデニル酸シクラーゼの構造機能連関の解明
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25440072
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
伊関 峰生 東邦大学, 薬学部, 准教授 (60414009)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アデニル酸シクラーゼ / 光センサー / フラビン / 光生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光で直接活性化されてcAMPを産生する特異な光センサータンパク質、光活性化アデニル酸シクラーゼ（PAC）の活性化メカニズムを明らかにすることを目的として企画されたものである。本年度は、前年度までに試料の大量調製に成功し、生化学的、分光学的特性が明らかとなったシアノバクテリア由来の光活性化アデニル酸シクラーゼ（OaPAC）について外部研究者の協力を得てX線結晶構造解析に供するとともに、ゲノムデータベース上に新たに見出した類似配列の機能解析を進めた。
1 OaPACのX線結晶構造解析と変異導入
外部研究者との共同研究によりOaPACのX線結晶構造解析に成功した。得られた構造情報に基づいて部位特異的変異導入を行い、アデニル酸シクラーゼ欠損大腸菌の機能相補ならびにin vitro酵素活性測定により変異体の機能解析を進めた。その結果、光受容から酵素活性化にいたる分子内シグナリング経路の概要が明らかとなった。
2 新規光活性化アデニル酸シクラーゼの機能解析
上記によりOaPACに関しては当初目的を達成したので、オプトジェネティック・ツールボックスの拡充を目指して他の生物由来の光活性化アデニル酸シクラーゼの探索を行った。シアノバクテリアPseudanabaena biceps PCC 7429および放線菌Ilumatobacter coccineus YM16-304のゲノム上に新たに光活性化アデニル酸シクラーゼ様の配列を見出し、それぞれPbPAC, IcPACと名付けて機能解析を試みた。その結果、PbPACはアデニル酸シクラーゼ欠損大腸菌に対して光依存的に機能相補することが示されたが、IcPACは活性がみとめられず、偽遺伝子である可能性が示唆された。
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