| 研究課題/領域番号 |
19K22385
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪医科薬科大学 (2021)
京都大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
藤橋 雅宏 大阪医科薬科大学, 医学部, 准教授 (10397581)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ピロリン酸 / 結晶構造 / 立体構造 / リン酸基 / リン酸化酵素 / リン酸化 / キナーゼ / 結晶構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命活動におけるリン酸化反応は、代謝・遺伝子の発現制御・環境変化への応答など様々な必須不可欠の場面に関わります。このリン酸化反応においては、ごく一部の例外を除いてATPがリン酸基の供給源であると広く信じられています。これに対して私は、ATPの1/1000ほどで手に入る安価なピロリン酸という化合物も、リン酸基の供給源となり得ることを過去の研究で示しました。本研究ではこの安価なピロリン酸をリン酸基の供給源とした生体内での反応を、大量に同定することを目指します。
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| 研究成果の概要 |
本研究では「生体内リン酸化反応のリン酸基供与体は ATP」という常識の打破に挑んだ。データベースに登録された酵素の中から、立体構造上の特徴からATPが結合しにくいと考えられる酵素を選んで活性を測定したところ、複数のピロリン酸依存性リン酸化酵素（PPi-kinase）を同定できた。また、PPi-kinase の PPi 認識部位と ATP依存性リン酸化酵素のリン酸基受容基質の構造を組み合わせ、 myo-inositol の 3 位を PPi でリン酸化する新しい PPi-kinase の開発にも成功した。本研究の成果により、環境と予算の双方に親和的なリン酸化反応が可能になると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リン酸化反応は生体内における様々な場面で重要な役割を果たしている。これまで「生体内リン酸化反応のリン酸基供与体は ATP」と信じられてきたが、本研究により広く例外が存在する可能性が示された。今後ATPを使わない様々なリン酸化反応が発見され、生命活動の仕組みがより深く理解されることが期待される。
またリン酸化は、化粧品の有効成分の安定性を高めるなど、産業的にも重要である。本研究で成功したPPi-kinaseの創成手法を応用すれば、ATPに比べて3桁安価なピロリン酸を用いて様々な物質を酵素でリン酸化することが可能になり、環境的にも経済的にも優しい有用物質生産の実現が期待される。
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