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哺乳動物における必須微量元素セレンの動態とセレンタンパク質化合成の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 17370037
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

江崎 信芳  京都大学, 化学研究所, 教授 (50135597)

研究分担者 栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 准教授 (70243087)
三原 久明  京都大学, 化学研究所, 助教 (30324693)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2006年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2005年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
キーワードセレン / セレンタンパク質 / セレノシステイン / 必須微量元素 / 酵素 / 翻訳 / SECIS / セレノシステインリアーゼ
研究概要

必須微量元素セレンは、同族の硫黄と厳密に区別され、特定のタンパク質の特定の位置にセレノシステイン残基の形で取り込まれ、数々の重要な生理的役割を果たす。哺乳類では25種類のセレンタンパク質の存在が示唆されている。セレノシステイン残基は、遊離のセレノシステインから直接合成されるのではなく、セレノシステインが分解して生成した活性型セレンから、翻訳段階で合成される。本研究では、哺乳動物の系に重点を置き、セレンタンパク質合成に関与する因子を同定し、機能を解析した。また、セレンの貯蔵、体内輸送、再利用系を、セレノシステインリアーゼとの関連において、細胞レベル、分子レベルで明らかにした。
1.セレノシステイン挿入配列(SECIS)を特異的に認識する新規タンパク質を探索し、nucleolinとRAD17がSECISに結合することを明らかにした。2.セレノシステインリアーゼ(SCL)はL-セレノシステインをセレンとL-アラニンに分解し、セレンタンパク質の生合成に関与する。ラット由来の野生型SCLとL-システインの複合体のX線結晶構造解析により、レシステインのチオール基がシッフ塩基に配向している様子を捕らえることに成功した。これにより、本酵素が示す高い基質特異性がCys375により補償されていることが明らかになった。3.大腸菌セレノリン酸合成酵素SelDの部位特異的変異解析を行い、バクテリアSelD間で高度に保存されているシステイン残基Cys17が本酵素活性に必須であることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Thioredoxin Reductase 1 Is Important for Selenoprotein Biosynthesis in HeLa Cells2008

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Trace Elem. 19(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selenite Assimilation into Formate Dehydrogenase H Depends on Thioredoxin Reductase in Escherichia coli2008

    • 著者名/発表者名
      Takahata, Muneaki
    • 雑誌名

      J. Biochem. 143

      ページ: 467-473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thioredoxin Reductase 1 Is Important for Selenoprotein Biosynthesis in HeLa Cells2008

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Trace Elem. 19(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Selenite Assimilation into Fonnate Dehydrogenase H Depends on Thioredoxin Reductase in Escherichia coli2008

    • 著者名/発表者名
      Takahata, Muneaki
    • 雑誌名

      J. Biochem. 143

      ページ: 467-473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biochemical and genetic analysis of the γ-resorcylate (2,6-dihydroxybenzoate) catabolic pathway in Rhizobium sp strain MTP-10005: Identification and functional analysis of its gene cluster2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Masahiro, et. al.
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 189・5

      ページ: 1573-1581

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Selenoprotein biosynthesis and selenium-specific enzymes2006

    • 著者名/発表者名
      Mihara, Hisaaki
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Trace Elem. 17

      ページ: 355-359

    • NAID

      10018143662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic synthesis of L-pipecolic acid by Δ^1-piperideine-2-carboxylate reductase from Pseudomonas putida2006

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu, Hisashi, et. al.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 70・9

      ページ: 2296-2298

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Enzymatic synthesis of cyclic amino acids by N-methyl-L-amino aciddehydrogenase from Pseudomonas putida2006

    • 著者名/発表者名
      Yasuda, Mari, et. al.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Asymmet. 17・12

      ページ: 1775-1779

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of the reaction catalyzed by DL-2-haloacid dehalogenase asdetermined from kinetic isotope effects2006

    • 著者名/発表者名
      Papajak, Ewa
    • 雑誌名

      Biochemistry 45・19

      ページ: 6012-6017

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Physicochemical and pharmacokinetic characterization of highly potent recombinant L-methionine gamma-lyase conjugated with polyethylene glycol as an antitumor agent2006

    • 著者名/発表者名
      Takakura, T.
    • 雑誌名

      CANCER RESEARCH 66・5

      ページ: 2807-2814

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Physiological role of D-amino acid N-acetyltransferase of Saccharomyces cerevisiae : detoxification of D-amino acids2006

    • 著者名/発表者名
      Yow, G.Y.
    • 雑誌名

      ARCHIVES OF MICROBIOLOGY 185・1

      ページ: 39-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High-level expression and bulk crystallization of recombinant L-methionine gamma-lyase, an anticancer agent2006

    • 著者名/発表者名
      Takakura, T.
    • 雑誌名

      APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY 70・2

      ページ: 183-192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] RNAi-mediated knock down of mammalian selenocysteine lyase2005

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Trace Elem. 16

      ページ: 321-324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] KNAi-mediated knock down of mammalian selenocysteine lyase2005

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 雑誌名

      Biomed. Res. Trace Elem. 16

      ページ: 321-324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structures of Δ^1-piperideine-2-carboxylate/Δ^1-pyrroline-2-carboxylate reductase Belonging to a new family of NAD(P)H-dependent Oxidoreductases2005

    • 著者名/発表者名
      Goto, M.
    • 雑誌名

      JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 280・49

      ページ: 40875-40884

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 2-Haloacrylate reductase, a novel enzyme of the medium chain dehydrogenase/reductase superfamily that catalyzes the reduction of a carbon-carbon double bond of unsaturated organohalogen compounds2005

    • 著者名/発表者名
      Kurata, A.
    • 雑誌名

      JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 280・21

      ページ: 20286-20291

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] N-Methyl-L-amino acid dehydrogenase from Pseudomonas putida - A novel member of an unusual NAD(P)-dependent oxidoreductase superfamily2005

    • 著者名/発表者名
      Mihara, H.
    • 雑誌名

      FEBS JOURNAL 272・5

      ページ: 1117-1123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of selenocysteine lyase : strict discrimination between selenium and sulfur2007

    • 著者名/発表者名
      Esaki, Nobuyoshi
    • 学会等名
      ISTERH//NTES/HITES2007
    • 発表場所
      Crete. Greece
    • 年月日
      2007-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The Cellular Function of Selenocysteine Lyase in Selenoprotein Synthesis2007

    • 著者名/発表者名
      Mihara, Hisaaki
    • 学会等名
      ISTERH//NTES/HITES2007
    • 発表場所
      Crete. Greece
    • 年月日
      2007-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism of selenocysteine lyase: strict discrimination between selenium and sulfur2007

    • 著者名/発表者名
      Esaki, Nobuyoshi
    • 学会等名
      ISTERH//NTES/HITES.2007
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2007-10-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The Cellular Function of Selenocysteine Lyase in Selenoprotein Synthesis2007

    • 著者名/発表者名
      Mihara, Hisaaki
    • 学会等名
      ISTERH//NTES/HITES 2007
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2007-10-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] セレン生化学研究の進展2007

    • 著者名/発表者名
      江崎信芳
    • 学会等名
      第18回日本微量元素学会
    • 発表場所
      福井県福井市
    • 年月日
      2007-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] チオレドキシン還元酵素のセレンタンパク質生合成への関与2007

    • 著者名/発表者名
      黒川優
    • 学会等名
      第18回日本微量元素学会
    • 発表場所
      福井県福井市
    • 年月日
      2007-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 哺乳類細胞におけるセレンタンパク質生合成に関わる因子の同定と解析2007

    • 著者名/発表者名
      横山いずみ
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会
    • 発表場所
      東京都世田谷区
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] セレノシステインリアーゼ反応におけるセレン/硫黄識別機構2007

    • 著者名/発表者名
      黒川優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会
    • 発表場所
      東京都世田谷区
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Identification and analysis of factors involved in selenoprotein biosynthesis in mammalian cells2007

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, Izumi
    • 学会等名
      Annual Meeting of JSBB A 2007.
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism of discrimination between selenium and sulfur in selenocysteine Iyase reaction2007

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 学会等名
      Annual Meeting of JSBBA 2007
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Progress in selenium biochemistry2007

    • 著者名/発表者名
      Esaki, Nobuyoshi
    • 学会等名
      The 18th Annual Meeting of the Japan Society for Biomed. Res. Trace Elem.
    • 発表場所
      Fukui
    • 年月日
      2007-02-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Involvement of thioredoxin reductase in selenoprotein biosynthesis2007

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 学会等名
      The 18th Annual Meeting of the Japan Society for Biomed Res Trace Elem
    • 発表場所
      Fukui
    • 年月日
      2007-02-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A comparative study between selenocysteine lyase and cysteine desulfurase2006

    • 著者名/発表者名
      Mihara, Hisaaki
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Selenium in Biology and Medicine
    • 発表場所
      Madison, WI, USA
    • 年月日
      2006-07-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism of selenocysteine lyase : strict discrimination between selenium and sulfur2006

    • 著者名/発表者名
      Eeaki, Nobuyoshi
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Selenium in Biology and Medicine
    • 発表場所
      Madison, WI, USA
    • 年月日
      2006-07-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] セレンタンパク質の生合成とセレン特異的酵素2006

    • 著者名/発表者名
      三原久明
    • 学会等名
      第17回日本微量元素学会
    • 発表場所
      静岡県静岡市
    • 年月日
      2006-07-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ラットセレノシステインリアーゼにおけるシステイン375番目の役割2006

    • 著者名/発表者名
      黒川優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2006年度大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2006-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Role of Cys-375 of rat selenocysteine lyase2006

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, Suguru
    • 学会等名
      Annual Meeting of JSBBA 2006
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism of selenocysteine lyase: strict discrimination between selenium and sulfur2006

    • 著者名/発表者名
      Esaki, Nobuyoshi
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Selenium in Biology and Medicine
    • 発表場所
      Madison, WI, USA
    • 年月日
      2006-02-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Selenoprotein biosynthesis and selenium-specific enzymes2006

    • 著者名/発表者名
      Mihara, Hisaaki
    • 学会等名
      The 17th Annual Meeting of the Japan Society for Biomed. Res. Trace Elem.
    • 発表場所
      Shizuoka
    • 年月日
      2006-02-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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