| 研究課題/領域番号 |
21K06085
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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43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
片根 真澄 北里大学, 薬学部, 准教授 (90383653)
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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 |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | D-グルタミン酸シクラーゼ / D-グルタミン酸分解酵素 / D-グルタミン酸 / 5-オキソ-D-プロリン / D-アミノ酸 / 比色定量法 / 心臓 / 心不全 / D-ピログルタミン酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
哺乳類といった高等生物の体内において、遊離の D-グルタミン酸（D-Glu）を分解する酵素は長い間不明であった。我々は、その酵素（D-Glu シクラーゼ）のクローニングに哺乳類で初めて成功し、本酵素の触媒機構を明らかにしてきた。しかし、哺乳類といった脊椎動物の D-Glu シクラーゼには細菌や無脊椎動物のホモログにはない機能未知のドメイン・領域が存在しており、これがどのような役割を担っているのか明らかになっていない。そこで本研究では、D-Glu シクラーゼ活性の迅速で簡便な測定法を開発し、構造機能相関を明らかにすることで、D-Glu シクラーゼによる D-Glu の代謝機構の全貌解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
遊離の D-グルタミン酸（D-Glu）の分解酵素である哺乳類 D-Glu シクラーゼ（DGLUCY；D-Glu を 5-オキソ-D-プロリンと水に分解する反応を可逆的に触媒する酵素）の酵素活性を、吸光度計を用いた比色定量に基づき迅速かつ簡便に測定する新規測定法を開発した。次に、DGLUCY の構造機能相関の解明に向けて、マウス DGLUCY の N 末側領域のみ、および C 末側領域のみを発現する大腸菌を培養し、これらの組換えタンパク質の精製を試みた。その結果、N 末側領域はほぼ単一の状態で精製される一方で、C 末側領域は様々な培養条件においても可溶性画分に回収されないことが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々は以前に、生体内で D-グルタミン酸（D-Glu）を分解する酵素として D-Glu シクラーゼを同定し、この酵素の発現レベルが心不全モデルマウスで低下していることなどを明らかにした。すなわち、哺乳類は D-Glu の分解経路を備えており、心機能に関連する新奇な生理活性物質として D-Glu を利用していると考えられる。
本研究では、吸光度計を用いた比色定量に基づき、DGLUCY 活性を迅速かつ簡便に測定する新規測定法を開発した。また、DGLUCY の構造機能相関を解析した。本研究成果は、心不全に至る分子機構の解明や、心不全の予防薬の開発にもつながる可能性を秘めていると考えられる。
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