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シスイソプレン鎖延長酵素の分子解析と機能改変

研究課題

研究課題/領域番号 13680667
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物有機科学
研究機関東北大学

研究代表者

佐上 博  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (10134058)

研究分担者 張 元偉  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (10302241)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードポリプレノール / ドリコール / 酵母 / ポリプレニル酸 / プレニルトランスフェラーゼ / アポトーシス / HL-60細胞 / シダ / ドリキル酸 / 脂質油滴 / HL-60 cells / 3T3-L1 cells / ワカメ / シスイソプレン / α-イソプレン二重結合 / 2,3デヒドロゲラニルゲラニル酸 / イースト / 温度感受性 / デヒドロドリコール / 糖タンパク質
研究概要

ドリコールリン酸生合成に変異を持つ酵母#64変異株を用いての相補実験では、#64-1、#64-2、#64-4において温度感受性が回復し、短鎖(C50-60)ポリプレノールが#64,#64-1,#64-2において検出された。炭素鎖長の異なるビオチン化ポリプレナールを有機合成しin vitroでのポプレノール還元反応に対する影響を調べてみた。炭素鎖長C15のビオチン化ファルネサールやC55のビオチン化ポリプレナールは影響しなかったが、C80のものは阻害効果を示した。SDS電気泳動により、C80のビオチン化ポリプレナールと親和性を持つ約五万の分子量のタンパク質が検出された。
シダ植物に焦点を当て、ポリプレノールが検出されないかどうかを調べた。ワラビとゼンマイ双方ともC80,C85,C90のドリコールが存在していた。海草ワカメでは、C90,C95,C100のポリプレノールとC80,C85,C90のドリコールが存在していた。C20の全トランスープレノールがラット胸腺細胞においてそのα-イソプレン二重結合の還元更に酸化された化合物に代謝された。
ヒトHL-60細胞でもC20ポリプレノールからC20ジヒドロカルボン酸が容易に代謝物として検出され、時間経過に伴って蓄積傾向を示した。C20ジヒドロカルボン酸は、0.1%血清存在下15μMでアポトーシスを誘導した。カスパーゼ3阻害剤を共存させるとアポトーシスは抑制され、脂質油滴が検出された。10%血清存在下アポトーシス誘導は観察されず、40μM以上の濃度で同様の脂質油滴が検出された。アシルCoA合成酵素阻害剤を共存させると脂質油滴生成は抑制され、少なくとも20%の細胞にアポトーシスが誘導された。
微生物由来のシスイソプレン鎖延長酵素のウンデカプレニル二リン酸合成酵素に焦点を当てた機能改変の研究では、構造P-loop内にあるアルギニンの重要性が示唆され、また,Asp-29,Arg-33,Arg-80が触媒機能に必須であることが解明された。Tyr-71、Tyr-148、Try-210が基質であるイソペンテニル二リン酸とファルネシル二リン酸の結合に極めて重要であることも解明することができた。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] Tateyama, S.: "Study on the Biosynthesis of Dolichol in Yeast : Recognition of the Prenyl Chain Length in Polyprenol Reduction"J.Biochem(Tokyo). 129・2. 297-302 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tateyama, S.: "Characterization of Yeast Mutant #64 : Occurrence of Shorter-chain C55-60 Polyprenol"International Congress Series. 1223. 65-71 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Szabo, C.M.: "Inhibition of Geranylgeranyl Diphosphate Synthase by Bisphosphonates and Diphosphates : A Potential Route to New Bone Resorption and Anti-Parasitic Agents"J.Med.Chem.. 45・11. 2185-2196 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodaira, Y.: "Fornation of 2,3-Dihydrogeranylgeranoic Acid from Geranylgeraniol in Rat Thymocytes"J.Biochem(Tokyo). 132・2. 327-334 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujikura, K.: "Mutational analysis of allylic substrate binding site of Micrococcus luteus B-P26 undecaprenyl diphosphate synthase"Biochemistry. 42・14. 4035-4041 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kharel, Y.: "Significance of highly conserved aromatic residues in Micrococcus luteus B-P 26 undecaprenyl diphosphate synthase"J.Biochem. 134・6. 819-826 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wojtas, M.: "Polyisoprenoid alcohols from the mushroom Lentinus edodes"Chem.Phys.Lipids. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tateyama, S.: "Study on the Biosynthesis of Dolichol in Yeast : Recognition of the Prenyl Chain Length in Polyprenol Reduction"J.Biochem.(Tokyo). 129. 297-302 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tateyama, S.: "Characterization of Yeast Mutant #64: Occurrence of Shorter-chain C55-60 Polyprenol"International Congress Series. 1223. 65-71 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Szabo, C.M.: "Inhibition of Geranylgeranyl Diphosphate Synthase by Bisphosphonates and Diphosphates : A Potential Route to New Bone Antiresorption and Antiparasitic Agents"J.Med.Chem.. 45(11). 2185-2196 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodaira, Y.: "Formation of 2,3-Dihydrogeranylgeranoic Acid from Geranylgeraniol in Rat Thymocytes"J.Biochem (Tokyo). 132(2). 327-334 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujikura, K.: "Mutational analysis of allylic substrate binding site of Micrococcus luteus BP 26 undecaprenyl diphosphate synthase"Biochemistry. 42(14). 4035-4041 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kharel, Y.: "Significance of highly conserved aromatic residues in Micrococcus luteus BP-26 undecaprenyl diphosphate synthase"J.Biochem.. 134. 819-826 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wojtas.M.: "Polyisoprenoid alcohols from the mushroom Lentinus edodes"Chem.Phys.Lipids. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wojtas, M.: "Polyisoprenoid Alcohols from The Mushroom Lentinus edodes"Chemistry and Physics of Lipid. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 佐上 博, 古山種俊: "21世紀科学シリーズ4、生命化学 (分担)"朝倉書店(2004年発行予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kodaira, Y., Usui, K., Sagami, H.: "Formation of 2,3-Dihydrogeranylgeranoic Acid from Geranylgeraniol in RatThymocytes"J. Biochem.. 132・2. 327-334 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Szabo, C.M.et al.: "Inhibition of Geranylgeranyl Diphosphate Synthase by Bisphosphonates and Diphosphates : A Potential Route to New Bone Resorption and Anti-Parasitic Angnts"J. Med. Chem.. 45・11. 2185-2196 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tateyama, H.Sagami: "Characterization of yeast mutant #64 : occurrence of shorter of shorter -chain C_<55-60> polyprenol"International Congress Series. 1223. 65-71 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tateyama, H.Sagami: "Study on the Biosynthesis of Dolichol in Yeast : Recognition of the Prenyl Chain Length in Polyprenol Reduction"J. Biochem. 129. 297-302 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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