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動物の進化に伴うペルオキシソームの尿酸分解酵素群の脱落機構

研究課題

研究課題/領域番号 14580651
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 機能生物化学
研究機関九州歯科大学

研究代表者

野口 知雄  九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30073688)

研究分担者 増田 渉  九州歯科大学, 歯学部, 助手 (80295865)
林 寿恵子  九州歯科大学, 歯学部, 講師 (30047807)
藤原 智子  九州歯科大学, 歯学部, 助教授 (20047806)
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
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード動物進化 / プリンの分解 / 尿酸の分解 / アラントイナーゼ / アラントイカーゼ / ウレイドグリコレートアーゼ / ペルオキシソーム / カエルアラントイナーゼcDNA / ウレイドグリコレートリアーゼ
研究概要

プリン塩基の分解過程において、尿酸までの経路は全動物種に共通して存在するが、尿酸以降の分解は種によって異なる。我々は、全動物種に共通のプリン塩基から尿酸までの分解は動物種に限らず、肝臓のCytosolで進行するのに対し、魚類では、尿酸から尿素までの分解が肝臓のベルオキシソームで進行することから、動物進化の過程でperoxisomeの酵素だけが選択的に脱落したことを報告した。さらに、魚類ではALNとALCが別個の酵素として存在するが、両生類に進化すると両酵素が複合体(ALNC)を形成し、さらに進化すると脱落することを、蛋白化学的に、免疫化学的に示してきた。今回の研究はALNとALCの複合体(ALNC)の形成と脱落の機構を遺伝子レベルで解明することであり、以下の実績を得た。1.両生類ALNC複合体の内、ALNサブユニットのcDNAを得、塩基配列を決定した。推定されるアミノ酸配列はカエル肝より精製したALNのアミノ酸配列と一致した。2.ALN, ALCが異種蛋白として存在する魚類の酵素は、生棲域によりその細胞内存在様式を異にしている。3.ラット肝に哺乳類には存在しないと思われていたUreidoglycollate lyaseが存在すること、Kmの濃度を高める事によって,動物が高等なほど酵素活性を失っていく事を明らかにした。4.牛用ガエルのcatalaseのcDNAをクローニングした。また肝臓にALNCとは異なるALN活性のみを示すfreeのALNが存在することを明らかにした。本酵素は酵素学的、免疫学的性質から魚類ALNと両生類ALNCの中間型であることが示唆された。5.生息域の異なる海棲、汽水域、淡水の魚類を、さらに食性と関連して、肉食、草食、雑食の三グループに分類し、それぞれALNの細胞内分布をperoxisome matrixとCytosolに分け、ALNCの分布をperoxisome matrix、peroxisome膜外表面に結合型として存在している魚類の代表として、それぞれイワシ、サバ、ニジマス、アユ、ボラ、スズメダイ、オイカワ、フナを用いた.肝臓よりALN、ALCを精製し、一部のアミノ酸配列よりプライマーを設計して、RT-PCR反応より合成したcDNAを用いてfull-lengthを決定し、牛カエルのALN、アフリカツメガエルのALCのC末端アミノ酸配列を比較して、peroxisomeの移行シグナル及び局在化を検索し、ALN、ALC酵素のサブユニットの複合体(ALNC)形成と解離を比較した。

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

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Masuda, W.: "Free D-aspartic acid in rat salivary glands."Arch.Biochem.Biophys.. 420. 46-54 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noguchi, T.: "Evolution of purine-degrading enzymes in animal peroxisomes."J.Kyushu Dent.Soc.. 57・3. 42-51 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noguchi, T.: "Amino acid and glyoxylate metabolism in animal peroxisomes."J.Kyushu Dent.Soc.. 57・4. 85-94 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, W.: "D-aspartic acid in bovine dentine non-collagenous phosphoprotein."Arch.Oral Biol.. 47. 757-762 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, W.: "A new type of allantoinase is amphibian liver."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 65・11. 468-472 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, S.: "Evolution of Urate-degrading Enzymes in animal Peroxisome"Cell Biochem.Biophys.. 32. 123-129 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 監修 西澤 俊樹: "分子生物学歯科小事典"財団法人 口腔保健協会. 469 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, W., Nouso, C., Kitamura, C., Terashita, M., Noguchi, T.: "Free D-aspartic acid in rat salivary glands"Arch.Biochem.Biophys.. 420. 46-54 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noguchi, T., Fujiwara, S., Hayashi, S.: "Evolution of purine-degrading enzymes in animal peroxisomes"J.Kyushu Dent.Soc.. 57. 42-51 (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] Noguchi, T., Fujiwara, S., Hayashi, S.: "Amino acids and glyoxylate metabolism in animal peroxisomes"J.Kyushu Dent.Soc.. 57. 85-94 (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] Masuda, W., Nouso, C., Terashita, M., Noguchi, T.: "D-aspartic acid in bovine dentine non-collagenous Phosphoprotein"Archi.Oral Biol.. 47. 757-762 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, W., Fujiwara, S., Noguchi, T.: "A new type of allantoinase is amphibian liver"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 65. 2558-2560 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, W., Noguchi, T.: "ADP-ribosyl cyclase in rat salivary glands"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 270. 468-472 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maki, K., Hayashi, S., Nishioka, T., Kimura, M., Noguchi T.: "A new type of matrix vesicles is found in fetal bovine tracheal cartilage"Connect.Tissue Res. 41. 109-115 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, S., fujiwara, S., Noguchi, T.: "Evolution of urate-degrading enzymes in animal peroxisomes"Cell Biochem.Biophys.. 32. 123-129 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara, S., Noguchi, T: "catecholeamine"Small encyclopedia for dental molecular biology (ed bu, Toshiki nishizawa) (the Society for Oral Health, Tokyo). June 30. 67 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, S., Noguchi, T: "episome"Small encyclopedia for dental molecular biology (ed bu, Toshiki nishizawa) (the Society for Oral Health, Tokyo). June 30. 67 (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] Hayashi, S., Noguchi T: "ribosome"Small encyclopedia for dental molecular biology (ed bu, Toshiki nishizawa) (the Society for Oral Health, Tokyo). June 30. 67 (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] Masuda, W.: "Free D-aspartic acid in rat salivary glands."Arch. Biochem. Biophys.. 420. 46-54 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Noguchi, T.: "Evolution of purine-degrading enzymes in animal peroxisomes"J. Kyushu Dent. Soc.. 57・3. 42-51 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Noguchi, T.: "Amino acid and glyoxylate metabolism in animal peroxisomes"J. Kyushu Dent. Soc.. 57・4. 85-94 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda, W.: "D-Aspartic acid in bovine dentine non-collagenase phoshoprotein"Archives of Oral Biology. 47. 757-762 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 監修 西澤 俊樹: "分子生物学歯科小事典"財団法人 口腔保健協会. 469 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda, W.: "D-Aspartic acid in bovine dentine non-collagenous phosphoprotein"Archives of Oral Biology. 47. 757-762 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda, W.: "A New Type of Allantoinase in Amphibian Liver"Biosci. Biotechnol. Biochem. 65(11). 2588-2560 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda, W.: "ADP-ribosyl cyclase in rat salivary glands"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 270. 469-472 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi, S.: "Evolution of Urate-degrading Enzyme in animal Peroxisome"Cell Bioehem. Biophys. Int Sympo/CREST research conference Peroxisome : Biogenesis, Function and Disease. 32. 123-129 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakuraba, H.: "Metabolism of glyoxylate, the end product of purine degradation, in liver peroxisomes of fresh water fish"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 229. 603-606 (1996)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fujiwara, S.: "Degradation of purines ; only ureidoglycollate lyase out of four allantoin degrading enzymes is present in mammals"Biochem. J.. 312. 315-318 (1995)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Noguchi: "Comparative Biochemistry of animal Peroxisomes"Research Signpost. 28 (1997)

    • 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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