| 研究課題/領域番号 |
21K05351
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
矢嶋 俊介 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (90301548)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | X線結晶構造解析 / 基質 / 放線菌 / ABCトランスポーター / ヒドラジド / Actinobacteria門 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非天然化合物であるhydrazide化合物を唯一の炭素源として資化できるMicrobacterium hydrocarbonoxydansから、その代謝を制御するオペロンを見出した。その特徴は、amidase superfamilyに属するhydrazidaseと、既知および新規構造の可能性をもつ２種のABCトランスポーターである。このオペロンは本菌のみならずActinobacteria門に見られること、細菌の生理機能に重要な役割を担っていると考えられる。そこで本申請では、２種のトランスポーターの立体構造、機能解析を中心に、このオペロン構造の生理機能上の重要性解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
非天然化合物であるhydrazide化合物を唯一の炭素源として資化できるMicrobacterium hydrocarbonoxydansから、化合物を取り込むABCトランスポーターと分解酵素を同定している。
本来の天然基質の同定を目指している中で、今年度はその候補であるパラベンを対象に解析を行った。また、この資化を担うタンパク質群を制御するオペロンは、他の放線菌にもホモログが存在することから昨年度に引き続きPseudonocardia acaciae由来のamidaseを用い、ホモログとしての機能同定も兼ねて解析を行った。基質として、メチル、プロピル、ブチルの各パラベンを用いてkinetics parameterを求めたところ、合成基質の一つである4-hydroxybenzoic acid hydrazideよりも高い酵素活性を示した。また、特異性に関しては、３種のパラベン間でkcat/Km値に大きな差はないが、ブチルパラベンに対して一番高い活性を示した。通常パラベンは化粧品に含まれることから天然物という認識があまりないかもしれないが、天然からの単離報告もあることから、酵素そしてトランスポーターの天然基質としての可能性が高まった。それはまた、３種の基質の間で活性の差が見られたことから、基質の結合様式を解析するため、P. acaciae amidaseのX線結晶構造解析を試みた。昨年度からの改善を行うことで結晶を得ることに成功した。一方で現時点での分解能は3 Aと高くないことと、基質との複合体はまだ得られていないため、さらなる検討を要する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度はamidaseについて至適条件探索に時間がかかったと報告したが、今年度は、目的酵素のkinetics解析を行い、パラベンが天然基質である可能性が高いことを示せたこと、結晶構造の取得に至ったことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
M. hydrocarbonoxydansおよびP. acaciae由来 のタンパク質を用い、amidaseにおいてパラベンとの複合体Ｘ線結晶構造取得や、トランスポーターの構造取得、さらなる基質探索などを進める。また、両細菌由来タンパク質で進捗が難しい場合、Streptomyces antibioticus由来のタンパク質を用いることも検討し、当初計画に従い研究を進めて行く。
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