| 研究課題/領域番号 |
16K07321
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山元 淳平 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (90571084)
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| 研究協力者 |
細川 雄平
寺井 悠馬
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 分子進化 / DNA修復 / DNA認識 / 光応答 / 蛋白質内電子移動 / 構造機能相関 / 光受容 / 酵素機能解析 / 電子移動 / DNA損傷 / 光回復酵素 / クリプトクロム / 光生物 / 光回復 / 反応機構解析 |
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| 研究成果の概要 |
本申請課題では、クリプトクロム・光回復酵素ファミリー（CPF）の青色光応答反応を理解するために、(6-4)光回復酵素によるDNA認識・修復反応機構に関する研究、および補酵素の光還元反応解析を行った。その結果、損傷DNAである(6-4)光産物の認識において、光回復酵素に特異的な１つのアミノ酸側鎖に由来する相互作用がDNA修復活性を司ることを明らかにした。また、補酵素フラビンアデニンジヌクレオチドの光還元反応において、タンパク質内電子移動に関与するトリプトファン側鎖およびその周辺環境が果たす役割について新たな知見を得た。
これらの発見は、CPF機能進化を考える上で非常に重要な知見を与えると言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
クリプトクロム・光回復酵素ファミリーは大腸菌から高等生物まで広範に保存された青色光受容タンパク質である。光回復酵素とクリプトクロムは各々全く異なる生体機能を発現する一方で、類似した骨格から異なる機能が発現する分子論は未だに明らかになっていない。本研究では、光回復酵素とクリプトクロムの生体機能が分子レベルでどのように変遷したのかを世界に先駆けて報告したため、分子進化における新たな知見を提供した。また、タンパク質内電子移動は光合成のように光-化学エネルギー変換において重要な役割を果たすため、本研究で得られた知見は今後のエネルギー変換の新規材料の設計に大きな影響を与える可能性がある。
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