| 研究課題/領域番号 |
21K06091
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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 | 松山大学 |
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研究代表者 |
田母神 淳 松山大学, 薬学部, 准教授 (30580089)
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| 研究分担者 |
菊川 峰志 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (20281842)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021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 | 微生物型ロドプシン / センサリーロドプシン / レチナール / 光受容タンパク質 / 走光性 / シグナル伝達 / 分子間相互作用 / フォトサイクル / 光情報伝達 / 高度好塩菌 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高度好塩菌は、正と負の走光性機能を司る２つの光センサ型ロドプシン（SRI、SRII）をもっている．これらの分子は、光という共通刺激により誘起された反応を介した構造変化をそれぞれの共役タンパク質へと伝えることで情報伝達を行っているが、２つのケースで真逆の機能がもたらされる分子機構については不明である．本研究では、同じ好塩菌種(Haloarcula vallismortis)に由来する２つの安定なSRI、SRIIを用いた物性解析と機能変換実験からこの問題を明らかにし、その知見をもとに、細胞内シグナル伝達をはじめとする異種タンパク質同士の分子間相互作用機序の基礎的理解へとつなげることがねらいである.
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| 研究成果の概要 |
高度好塩菌に存在する２つのセンサリーロドプシン（SRI、SRII）は互いに異なる走光性に関与するが、その機能の違いを生む要因が何かを明らかにすることが本研究の目的である。これを達成するために、本研究では同生物種（Haloarcula vallismortis）由来でかつ安定性に優れたHvSRIとHvSRIIを用いた物性解析と機能変換実験を行った。レチナール結合部位近傍のアミノ酸残基に着目した部位特異的変異導入実験から、HvSRIIのN83残基をHvSRIと同じLeu残基に置換したとき、吸収波長と光反応がHvSRIに最も近づき、2つのSR間の違いを決める重要残基の1つである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 |
本研究より、高度好塩菌が生存に優位な光環境を求めて移動するために用いている２つのロドプシン型光受容体の性質の違いを生んでいるアミノ酸残基の1つを同定することができた。残念ながら本研究の最終目標である走光性機能の転換をもたらすアミノ酸残基の特定には至らなかったが、その候補残基の1つを見出すことができたと考える。また、微生物由来のロドプシンは、ヒトなどの高等生物のもつロドプシンをはじめとするGタンパク質共役型受容体とは基本的には異なるものではあるが、活性化時の構造変化等では共通点も指摘されており、この研究で得られた知見は、異種タンパク質間でのシグナル伝達機構の一般的理解にも貢献するものと考える。
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