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産業微生物由来アミノ酸輸送体の構造解析と基質輸送メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J03082
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用微生物学
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 聡美  東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードアミノ酸輸送体 / AspT / リポソーム / 輸送能解析 / 基質輸送メカニズム / 結晶化 / キネティクス / OGMラベリング / 基質結合 / 構造変化 / 輸送体 / AAExファミリー / GxxxG
研究実績の概要

本研究は輸送体の改変により、将来的に発酵産業界における有用物質生産の高効率化を目指し、微生物の輸送メカニズムの解明を行ったものである。
研究対象となる輸送体は、産業利用例のある微生物由来の輸送体蛋白質であり、アスパラギン酸(L-Asp)とアラニン(L-Ala)という二つのアミノ酸を交換輸送する。
これまで、酵素学的解析から、基質透過経路の同定や基質結合部位が輸送基質ごとに異なることが明らかにされている。本研究では引き続き酵素学的アプローチとして、1(1)L-Asp、L-Ala のヘテロ交換輸送がどのように行われているのか解析すると共に、1(2)基質の推定透過経路内の一アミノ酸残基に注目し、輸送における機能の解明を行った。
また、AspTの輸送における機能の全容解明に挑むため、結晶構造解析を考えている。昨年度は、更なる高発現系の改良に成功した。今年度は実際結晶化スクリーニングに挑むと共に、2耐熱性ホモログのスクリーニングを行い、より結晶化しやすい状況の探索を行った。
1(1)ヘテロ交換輸送の解明に関しては、現在論文作成中であり、新規性確保のため詳細は省略させていただく。1(2)では、構造の安定化に寄与するとされる部位のうち、76番目のアルギニン残基を様々なアミノ酸に置換して輸送能を調べた。その結果、リジンに置換した変異体ではワイルドタイプの約2倍の輸送能を示した。これは輸送体の改変が産業応用に期待できる結果となった。2では後輩の指導・アドバイスの面で関わった。現在、耐熱性ホモログのスクリーニング、発現の確認を終えたところである。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] R76 in transmembrane domain 3 of the aspartate:alanine transporter AspT is involved in substrate transport.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Satomi, Nanatani Kei, Abe Keietsu
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 80 号: 4 ページ: 744-747

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1123609

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Cell-Free Translocation System Using Extracts of Cultured Insect Cells to Yield Functional Membrane Proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Toru E., Kei N., Yoko S., Satomi S., Keishi A., Satoshi S., Masaaki I., Takahiro H., Gunnar V. H., Toshihiko U., Keietsu A., Eiji A. and Nobuyuki U.
    • 雑誌名

      Pros One

      巻: 9 号: 12 ページ: e112874-e112874

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0112874

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 産業細菌由来 L-Aspartate:L-Alanine 交換輸送体 AspT の基質輸送における GxxxG モチーフと R76 の役割2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市 城山観光ホテル
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 醤油乳酸菌 Tetragenococcus halophilus 由来アスパラギン酸:アラニン交換輸送体の基質輸送機構2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、木村拓哉、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      2015年度 乳酸菌学会
    • 発表場所
      千葉県市川市 和洋女子大学
    • 年月日
      2015-07-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Aspartate:Alanine 交換輸送体 AspT のコンフォメーション変化の観察2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、木村拓哉、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      第10回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      東京都港区 慶応義塾大学 薬学部
    • 年月日
      2015-06-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌由来 Aspartate:Alanine 交換輸送体 (AspT) の基質依存的構造変化と輸送の解析2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山県岡山市 岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌由来 L-Aspartate : L-Alanine 交換輸送体 AspT の蛍光修飾による基質輸送と構造変化の解析2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都府京都市 国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 乳酸菌由来 L-Aspartate:L-Alanine 交換輸送体 AspT 第 3 膜貫通領域システイン置換体を用いた蛍光修飾による AspT の構造変化の解析2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美、木村拓哉、笹原綾子、七谷圭、阿部敬悦
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      北海道札幌市 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GxxxG motif of transmembrane region 3 (TM3) is critical for the function of bacterial L-Aspartate : Alanine Antiporter AspT2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美
    • 学会等名
      第8回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      熊本大学薬学部(熊本市中央区大江本町5-1)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of the amino acid residues in the transmembrane domain (TM3) of the L-Aspartate : L-Alanine Antiporter AspT-Functional analysis of the amino acid exchanger AspT-2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市西区みなとみらい1-1-1)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 産業細菌由来L-Aspartate : L-Alanine交換輸送体AspTの基質輸送における機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市中区中島町1-5)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Studies of Transport Mechanism of The Bacterial Aspartate : Alanine Antiporter (AspT)-Functional Analysis of The Amino Acid Residues in The Transmembrane Domain 3 (TM3) of AspT-2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡美
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市青葉区青葉山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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