| 研究課題/領域番号 |
18H03938
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分38:農芸化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中山 亨 東北大学, 工学研究科, 教授 (80268523)
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| 研究分担者 |
飯嶋 益巳 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (40390728)
山下 哲 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70361186)
黒田 俊一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60263406)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2020年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2018年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
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| キーワード | フラボノイド / メタボロン / タンパク質間相互作用 / カルコン異性化酵素類似タンパク質 / カルコン合成酵素 / カルコン異性化酵素 / カルコンイソメラーゼ / リポソーム / シトクロムP450 |
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| 研究成果の概要 |
フラボノイドメタボロンの構成と小胞体膜上の形成様式を明らかにし，代謝チャネリングにおけるメタボロン形成の重要性を検証した．フラボノイド生合成の鍵酵素カルコン合成酵素CHSの生成物特異性を矯正し，陸上植物において普遍的に保存されているタンパク質CHILを見出した．CHSとCHILの立体構造をX線結晶構造解析により明らかにし，得られた構造を用いてフラボノイドメタボロンの構造モデルを構築した．ナノディスクへの膜タンパク質の提示技術の基盤を構築し，膜タンパク質の膜上提示を高速AFMにより観察した．また高速AFM観察によるCHS/CHIL複合体を直接的に観察し，構造モデルと比較した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
フラボノイドは，農業，食品工業，医学・薬学・栄養学領域で極めて重要な天然化合物群である．フラボノイドの生合成において，生合成酵素群が複合体（メタボロン）を形成するものと推定されていたが，実証に乏しかった．本研究では，フラボノイドメタボロンの形成様式を具体的に明らかにし，小胞体膜上に形成されるメタボロン解析に必要な，膜タンパク質のナノディスクへの提示技術の基盤を構築した．また，膜タンパク質のナノディスクへの提示やタンパク質間相互作用を，高速AFMにより直接的に観察した．本研究の成果は，この重要な化合物群の進化的側面の理解や生産制御に重要な知見を提供するものである．
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