| 研究課題/領域番号 |
19K16129
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分44010:細胞生物学関連
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
那須野 亮 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90708116)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 翻訳後修飾 / 一酸化窒素 / 酵母 / 代謝 / ニトロ化 / グルタチオン化 / S-グルタチオン化 / 代謝制御 / S-ニトロソ化 / 活性窒素種 / チロシンニトロ化 / プロテオーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質のシステイン残基のS-ニトロソ化（SNO化）、チロシン残基のニトロ化（PTN化）は、一酸化窒素（NO）などの活性窒素種（RNS）による翻訳後修飾の一種であり、タンパク質の機能を制御する因子として様々な生命現象に関わっている。これらは哺乳類において盛んに研究されているが、酵母においてはほとんど理解が進んでいない。本研究では、SNO化タンパク質、PTN化タンパク質のハイスループットな網羅的定量解析系を構築し、これを用いて酵母におけるRNS依存的な生命機能の制御系を総合的に理解する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、RNS依存的翻訳後修飾の網羅的定量解析系の開発を試みたが、従来法よりも革新的な手法の確立には至らなかった。しかし、従来法を用いた解析から、NOストレス条件下において、酵母のピルビン酸脱炭酸酵素Pdc1がニトロ化修飾を、フルクトース-1,6-二リン酸アルドラーゼFba1がS-グルタチオン化修飾を受けることを見出した。さらに、生化学的解析等から、Pdc1のニトロ化はNOストレス条件下における発酵力抑制の原因であることを見出した。また、S-グルタチオン化によるFba1の活性抑制が、解糖系抑制・ペントースリン酸回路亢進とNADPH量の増加を介して、NOストレス耐性に寄与することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、RNSストレス環境下で酵母のPdc1がニトロ化され、発酵力が抑制されることを見出した。発酵生産過程では、安価な炭素源である廃糖蜜が含有する亜硝酸塩がRNSを発生すること、発酵が阻害されることが知られている。本研究の成果は、発酵生産過程における発酵力阻害の分子機構を明らかにしたものであり、発酵産業への応用が期待できる。
一方、Fba1のS-グルタチオン化が、代謝フローの改変を介してRNSストレス耐性に寄与する機構は、これまでに報告が無い。また、活性中心以外のCys残基のS-グルタチオン化が酵素活性を抑制する現象も、全く新たな知見であり、RNS依存的翻訳後修飾の更なる理解に資する。
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