| Project/Area Number |
23K23831
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| Project/Area Number (Other) |
22H02567 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80436716)
永森 收志 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (90467572)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | タンパク質細胞内輸送 / タンパク質膜挿入 / 生体膜保護物質 / MPIase / タンパク質膜透過 / 低温誘導 / TAT膜透過 / 膜タンパク質複合体 / 糖脂質 / 複合体形成 / バイオジェネシス / 膜タンパク質 |
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| Outline of Research at the Start |
膜タンパク質は、一連のタンパク質性因子の作用により膜挿入し高次構造を形成して機能発現する。この膜タンパク質のバイオジェネシスは基本的にすべての生物で保存されている。大腸菌では、膜タンパク質のバイオジェネシスには糖脂質MPIaseが必須である。MPIaseはタンパク質膜挿入・膜透過に関わる因子と相互作用して作動するだけでなく、膜タンパク質複合体全般と協働する。本研究では、多機能糖脂質MPIaseの構造と機能の研究を進め、膜タンパク質のバイオジェネシスの分子機構を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have achieved the following results regarding the structure-function relationship, and the expression induction mechanism of MPIase, a glycolipid involved in the biogenesis of membrane proteins. We identified MucA, which is involved in the induction of MPIase expression at low temperatures. Through biochemical analysis, we clarified the requirements necessary for the function of MPIase. We successfully reconstituted TAT translocation, which had not been reported so far, by including MPIase. Proteome analysis using the MPIase-depleted membrane vesicles revealed that MPIase is essential for the functional expression of membrane protein complexes. Furthermore, a new function of MPIase, namely the protection of biological membranes, was demonstrated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
当初、MPIaseはタンパク質膜挿入反応を単独で触媒する因子として同定されたが、本研究ではMPIaseは多くの因子と共同しながらタンパク質膜挿入・膜透過反応に関わっているだけでなく、膜タンパク質複合体の安定性や機能発現にも大きな影響をもつことが判明した。さらには、生体膜を保護するという、MPIaseの新しい機能が示された。以上のように、MPIaseは膜タンパク質や生体膜のバイオジェネシスの広範に関わっていることが判明した。さらには、低温下でのタンパク質膜輸送に必須であることが判明し、これらの知見は低温耐性植物の開発に直結する。また、膜タンパク質を標的とした薬剤開発にも適用可能である。
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