2014 Fiscal Year Research-status Report
植物界で初めて発見された水溶性アスタキサンチン結合蛋白質による強光防御機構の解明
| Project/Area Number |
26440155
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
|---|
Principal Investigator |
川崎 信治 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50339090)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 微細藻類 / 極限環境 / カロテノイド / アスタキサンチン / 強光ストレス / 光酸化ストレス / 環境ストレス / 有用物質生産 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は真夏のアスファルトから単離した真核の微細藻類Ki-4株がもつ優れた環境ストレス耐性能の解明を目的として研究を行っている。本藻類は水分0%の条件かつ強光照射下で6ヶ月以上生存し、淡水性であるが1M程度の高塩濃度にも耐性を示す。ストレス耐性期に細胞抽出液がオレンジ色に変色することに着目し研究を進めた結果、Ki-4株はアスタキサンチンを結合するオレンジ色の水溶性タンパク質(AstaP)を大量に合成することが判明し、その精製に成功した。アスタキサンチンはエビやカニの甲羅、イクラ、フラミンゴの羽などに含まれる脂溶性のカロテノイドで、高い抗酸化力を持つことから化粧品や機能性食品に幅広く利用されている。植物界におけるアスタキサンチンは、真核の微細藻類ヘマトコッカス藻などが細胞内に油滴として蓄積することが知られていたが、水溶性を示すアスタキサンチン結合タンパク質は未発見であった。本研究ではアスタキサンチンを結合する水溶性タンパク質(AstaP)による強光防御機構の全容解明を目的として、1)高度の水溶性と耐熱性を実現する構造の解明を目的とした結晶構造解析とカロテノイド結合様式の解明、2) プロテオーム解析、トランスクリプトーム解析によるKi-4株固有の強光防御プログラムの解明、3) 生物界に分布するする機能未知AstaPホモログの分布調査と機能解明、4)当研究室で極限環境から単離した微細藻類コレクションを用いて、AstaP類似タンパク質の分布調査と、さらなるユニークな光酸化ストレス防御機構の探索、などに関して研究を行っている。初年度は比較的良好に研究が進展したが、結果に関しては当該年度に得られた結果に関して現在追試試験を実施しており、再現性が得られた段階で随時評価・報告をする方針である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究概要欄で述べた研究目的に関して、全体的に順調に進展している。ただし、AstaPタンパク質の結晶化によるカロテノイド結合様式の解明に関しては、他生物由来のリコンビナントタンパク質の発現と精製が順調ではなく、現在さまざまな宿主やベクターを用いて再検討を行っているところである。生物分布と機能性に関する研究はおおむね順調に推移している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度はタンパク質の結晶化、局在性、大量生産システム、などの構築に力を入れて研究を行う方針である。またAstaPを効率良く生産する微細藻類はKi-4株以外に発見しておらず、自然界のサンプルを収集し、さらなるスクリーニングを行う方針である。次世代シーケンサによるKi-4株の強力な光酸化ストレス防御システムの解明に関してもおおむね順調に解析が進んでおり、本年度は国際誌への発表を念頭に置き、研究を進める方針である。
|
| Causes of Carryover |
消耗品について。当初予定していた遺伝子組み換え試薬、および解析試薬類は購入前の保存試薬類で充当が可能であったことが最大の要因である。また当初予定していた国際学会への参加が所属大学の行事のため不可能になり、申請した旅費は使用しなかった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は予定している解析誌薬類を購入予定である。旅費に関しては昨年度に発表できなかった内容に関する国際学会への参加、また研究調査のための海外出張を予定していることから、前年度使用額を利用して充当する方針である。
|
Research Products
(2 results)
