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放線菌門がもつタンデム型ABCトランスポーターの構造機能と生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05398
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

矢嶋 俊介  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (90301548)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードX線結晶構造解析 / 基質認識 / コンフォメーション変化 / X線結晶構造解析 / 非天然化合物 / 放線菌 / 転写因子 / amidase / ヒドラジド
研究成果の概要

自然界には存在しないヒドラジド化合物のいくつかを唯一の炭素源として生育可能な細菌(Microbacterium hydrocarbonoxydans)が、どのような仕組みで化合物を資化するのか、その仕組みについて遺伝子と蛋白質の視点から研究を行ってきた。X線結晶構造解析法という手法で、蛋白質の形を明らかにし、天然に無い化合物を蛋白質が結合、分解する仕組みを示すことができた。この結果により、様々な環境に対応して生存する細菌の適応能力の仕組みの一端を示すことできたと考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間が単離可能な細菌の種類は、地球上に存在するうちの3%程度と言われる。細菌は様々な環境で生息をし、その中では、バイオレメディエーションのように、環境に望ましくない非天然の化合物を分解する能力を示す細菌もいる。本研究では、X線結晶構造解析法を用い、蛋白質の立体構造を明らかにすることで非天然のヒドラジド化合物を資化する機構を分子レベルで解明した。この知見は、遺伝子配列に従って作られる蛋白質構造から、分解可能な化合物を予測し、目的にあった細菌を選抜することに向けて新たな知見を提供できたと考える。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Structural basis of the conformational changes in Microbacterium hydrocarbonoxydans IclR transcription factor homolog due to ligand binding2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Tomonori、Sasaki Yasuyuki、Ito Shinsaku、Yajima Shunsuke
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1869 号: 7 ページ: 140644-140644

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2021.140644

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of substrate recognition by the substrate binding protein (SBP) of a hydrazide transporter, obtained from Microbacterium hydrocarbonoxydans2020

    • 著者名/発表者名
      Shimamura K, Akiyama T, Yokoyama K, Takenoya M, Ito S, Sasaki Y, Yajima S.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 525 号: 3 ページ: 720-725

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.146

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Microbacterium hydrocarbonoxydans 由来 ABC トランスポーター基質結合サブユニットの結晶構造解析による基質認識機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      島村香穂,秋山友了,竹野谷美穂子,伊藤晋作, 佐々木康幸,矢嶋俊介
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Microbacterium hydrocarbonoxydans 由来ABC トランスポーター 基質結合サブユニットの立体構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      島村香穂、秋山友了、竹野谷美穂子、伊藤晋作、佐々木康幸、矢嶋俊介
    • 学会等名
      平成30年度 日本結晶学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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