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真核生物におけるD-アスパラギン酸の生理機能解明:酵母から哺乳動物への展開

研究課題

研究課題/領域番号 14560064
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 応用微生物学・応用生物化学
研究機関名古屋大学 (2003)
京都大学 (2002)

研究代表者

吉村 徹  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (70182821)

研究分担者 森山 龍一  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60191061)
三原 久明  京都大学, 化学研究所, 助手 (30324693)
栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 助手 (70243087)
江崎 信芳  京都大学, 化学研究所, 教授 (50135597)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードD-アミノ酸 / 真核細胞 / ラセマーゼ / 酵母 / D-アミノ酸N-アセチルトランスフェラーゼ / N-アセチル-D-アミノ酸 / D-アミノ酸 N-アセチルトランスフェラーゼ / 分裂酵母
研究概要

最近、D-SerのNMDAレセプターでのアゴニスト機能や、D-Aspによる脳ホルモンの分泌制御などが報告され、真核細胞でのD-アミノ酸の機能が注目されるようになった。しかしD-Serを除けば、真核細胞でのD-アミノ酸の生合成系は不明である。本研究では、ゲノム情報に基づいて存在が予測された、真核生物のD-アミノ酸代謝関連酵素について、その機能や生理的役割を検討した。Schizosaccharomyces pomboには、D-アミノ酸代謝関連酵素遺伝子の候補として、dao1^+、a1r1^+、a1r2^+、srf1^+を見いだした。各遺伝子のクローニングと遺伝子産物の解析を行ったところ、それぞれの遺伝子は、Dアミノ酸オキシダーゼ、アラニンラセマーゼ、アルギニンラセマーゼ、セリンラセマーゼをコードすることが明らかになった。出芽酵母、Saccharomyces cerevisiaseには、アセチルCoAからアセチル基をD-アミノ酸に転移するD-アミノ酸N-アセチルトランスフェラーゼの存在が知られていたが、本研究では、同酵素がヒストンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(HPA2)と約50%の同一性を示すHPA3遺伝子にコードされることを明らかにした。HPA3遺伝子破壊株は、D-アミノ酸による生育阻害を受けやすくなることから、Hpa3PはD-アミノ酸の毒性の緩和に機能すると考えられた。さらに、一次構造上の相同性は有しないが、細菌型アラニンラセマーゼのN-末端ドメインと極めてよく似た立体構造をとるS.cerevisiaseのYBL036C遺伝子産物、Yb1036cpのマウスホモログ遺伝子をマウス脳のc-DNAライブラリーからクローニングし、その遺伝子産物のアラニンラセマーゼ活性を検討した。上述のように、本研究では真核生物に以上6種のD-アミノ酸代謝関連酵素を見い出し、その機能を解析した。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] Yow G.-Y., Watanabe, A., Yoshimura, T., Esaki, N.: "Conversion of the catalytic specificity of alanine racemase to a D-amino acid aminotransferase activity by a double active-site mutation"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 311-319 (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] Fuchikami Y, Yoshimura, T., Esaki, N.: "D-Amino acid aminotransferase : fragmentation at a flexible loop is an efficient method to generate mutant enzymes with new substrate specificities and elevated activities."Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 321-328 (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] Yow G.-Y., Watanabe, A., Yoshimura, T., Esaki, N.: "Conversion of the catalytic specificity of alanine racemase to a D-amino acid aminotransferase activity by a double active-site mutation"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 311-319 (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] Fuchikami Y., Yoshimura, T., Esaki, N.: "D-Amino acid aminotransferase : fragmentation at a flexible loop is an efficient method to generate mutant enzymes with new substrate specificities arid elevated activities."Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 321-328 (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] Yow G.-Y., Watanabe A., Yoshimura T., Esaki, N.: "Conversion of the catalytic specificity of alanine racemase to a D-amino acid aminotransferase activity by a double active-site mutation"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 311-319 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fuchikami Y., Yoshimura, T., Esaki, N.: "D-Amino acid aminotransferase : fragmentation at a flexible loop is an efficient method to generate mutant enzymes with new substrate specificities and elevated activities"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 23. 321-328 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe, A.: "Reaction mechanism of alanine racemase from Bacillus stearothermophilus : X-ray crystallographic studies of the enzyme bound with N-(5'-phosphopyridoxyl)-alanine"J. Biol. Chem.. 277. 19166-19172 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Uo, T.: "Gene coning, purification, and characterization of 2,3-diaminopropionate ammonia-lyase from Escherichia coli"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66. 2639-2644 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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