• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

甲虫ルシフェラーゼの人工進化によるルシフェリン-ルシフェラーゼ反応の理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 20611005
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関名古屋大学

研究代表者

大場 裕一  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (40332704)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2010年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード人工進化 / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / ホタル / ヒカリコメツキ / 脂肪酸CoA合成酵素 / 水素結合ネットワーク / 酵素反応
研究概要

コメツキムシ科のAgrypnus binodulusから単離したルシフェラーゼ・ホモログにsite-directed mutagenesisを施し、わずか1アミノ酸で発光活性を誘導する人工進化に成功した。この結果にもとづき、さらに発光活性の強いミュータントの作成を試み、約40倍の発光強度をもつ変異体を得たので、現在そのルシフェリン結合部位の構造をモデリング計算により解析している。また、ゲンジボタル(Luciola cruciata)から第2のルシフェラーゼを発見し、これをLcLuc2と名付けた。これによりホタル科が2種類のルシフェラーゼをもっていることが始めて明らかになった。また、この遺伝子は卵に特異的に発現していること(幼虫と成虫には発現してない)、成虫のルシフェラーゼ(黄色)とは異なる発光色(緑色)を持つことがわかった(Oba et al.,2010)。このことは、ルシフェラーゼ遺伝子の多様性と反応システムの共通原理を理解する上で重要な発見であると思われる。実際、LcLuc2はこれまでに知られているホタル科のルシフェラーゼと比べて59%のアミノ酸ホモロジーしかないにもかかわらず、基質結合部位と考えられているアミノ酸サイト(7カ所)が極めて高く保存されていた。このことは、ルシフェラーゼの高い発光効率には基質結合部位が厳密に規定されている必要があることを裏付ける。また、LcLuc2は既知のホタルルシフェラーゼと異なり、発光色がpHに依存しない特殊な性質を持っていることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (8件) 図書 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of a luciferase isotype in the Japanese firefly, Luciola cruciata, involving in the dim glow of firefly egg.2010

    • 著者名/発表者名
      Oba Yuichi, Mori Nanae, Yoshida Mayumi, Inouye Satoshi
    • 雑誌名

      Biochemistry 49

      ページ: 10788-10795

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of a luciferase isotype in the Japanese firefly, Luciola cruciata, involving in the dim glow of firefly eggs.2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Oba, N.Mori, M.Yoshida, S.Inouye
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 49 ページ: 10788-10795

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional conversion of fatty acyl-CoA synthetase to firefly luciferase by site-directed mutagenesis : A key substitution responsible for luminescence activity.2009

    • 著者名/発表者名
      Oba Yuichi, Iida Koichiro, Inouye Satoshi
    • 雑誌名

      FEBS Letters 583

      ページ: 2004-2008

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional conversion of fatty acyl-CoA synthetase to firefly luciferase by site-directed mutagenesis : A key substitution responsible for luminescence activity.2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Oba, K.Iida, S.Inouye
    • 雑誌名

      FEBS Letters 583

      ページ: 2004-2008

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the luciferin contents in luminous and non-luminous beetles.2008

    • 著者名/発表者名
      Oba Yuichi, Shintani Takeru, Nakamura Takanori, Ojika Makoto, Inouye Satoshi
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 72(5)

      ページ: 1384-1387

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthologous gene of beetle luciferase in non-luminous click beetle, Agrypnus binodulus (Elateridae), encodes a fatty acyl-CoA synthetase.2008

    • 著者名/発表者名
      Oba Yuichi, Iida Koichiro, Ojika Makoto, Inouye Satoshi
    • 雑誌名

      Gene 407

      ページ: 169-175

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthologous gene of beetle luciferase in non-luminous click beetle, Agrypnus binodulus (Elateridae), encodes fatty acyl-CoA synthetase2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba, K. Iida, M. Ojika, S. Inouye
    • 雑誌名

      Gene 407

      ページ: 169-175

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the luciferin contents in luminous and non-lurai nous beetles.2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba, T. Shintani, T. Nakamura, M. Ojika, S. Inouye
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 72

      ページ: 1384-1387

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脂肪酸CoA合成酵素からルシフェラーゼへの人工進化.2009

    • 著者名/発表者名
      大場裕一、飯田幸一郎、井上敏
    • 学会等名
      日本動物学会第80回大会
    • 発表場所
      グランシップ静岡.
    • 年月日
      2009-09-19
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 脂肪酸CoA合成酵素からルシフェラーゼへの人工進化2009

    • 著者名/発表者名
      大場裕一、飯田幸一郎、井上敏
    • 学会等名
      日本動物学会第80回大会
    • 発表場所
      グランシップ静岡
    • 年月日
      2009-09-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ヒカリコメツキルシフェラーゼの酵素特性とその進化.2009

    • 著者名/発表者名
      熊崎瑞保、大場裕一
    • 学会等名
      日本動物学会第80回大会
    • 発表場所
      グランシップ静岡.
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒカリコメツキルシフェラーゼの酵素特性とその進化2009

    • 著者名/発表者名
      熊崎瑞保、大場裕一
    • 学会等名
      日本動物学会第80回大会
    • 発表場所
      グランシップ静岡
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非発光性コメツキムシからのルシフェラーゼオーソログ遺伝子のクローニングおよびRNAiを用いた機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      飯田幸一郎, 大場裕一, 小鹿一, 井上敏
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-08-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Orthologous gene of beetle luciferase in non-luminous click beetle.2008

    • 著者名/発表者名
      飯田幸一郎, 大場裕一
    • 学会等名
      Evolution 2008
    • 発表場所
      University of Minnesota
    • 年月日
      2008-06-23
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Evolutinary origin of beetle luciferase.2008

    • 著者名/発表者名
      大場裕一, 井上敏
    • 学会等名
      Evolution 2008
    • 発表場所
      University of Minnesota.
    • 年月日
      2008-06-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Evolutional2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Oba, S. Inouye
    • 学会等名
      Evolution 2008
    • 発表場所
      University of Minnesota
    • 年月日
      2008-06-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 地球からのおくりもの.(ホタル.)2011

    • 著者名/発表者名
      大場裕一
    • 出版者
      風媒社.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 地球からのおくりもの2011

    • 著者名/発表者名
      大場裕一
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      風媒社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] In "Bioluminescence in Focus-A Collection of Illuminating Essays".(On the Origin of Beetle luminescence.)2009

    • 著者名/発表者名
      大場裕一
    • 出版者
      Research Signpost
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] Bioluminescence in Focus-A collection of illuminating essays.2009

    • 著者名/発表者名
      V.B.Meyer-Rochow, et al.
    • 総ページ数
      385
    • 出版者
      Research Signpost
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 昆虫ミメティックス〜昆虫の設計に学ぶ〜2008

    • 著者名/発表者名
      大場裕一
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://obayuichi.web.fc2.com/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi