活性化アデニル酸シクラーゼの活性化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22570159
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 東邦大学 (2011-2012); 総合研究大学院大学 (2010)
• 研究代表者: 伊関 峰生 東邦大学, 薬学部, 准教授 (60414009)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 光センサー / アデニル酸シクラーゼ / cAMP / 光生物 / 光受容体 / フラビンタンパク質 / 硫黄細菌 / アデニル酸シクラ－ゼ / フラビン / ミドリムシ

研究概要

本研究は、光活性化アデニル酸シクラーゼ(PAC)の活性化メカニズムを明らかにするとともに、その細胞工学的応用を発展させるべく企画されたものである。本研究において、硫黄細菌Beggiatoaが持つ類似タンパク質(BsPAC)が大腸菌において機能発現することが示され、アミノ酸置換変異体の解析により光シグナル伝達に重要なアミノ酸残基の幾つかが特定された

研究成果

• [雑誌論文] Photomanipulation of antibiotic susceptibility and biofilm formation of <i>Escherichia coli</i> heterologously expressing photoactivated adenylyl cyclase (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, H., Konno, N., Haneda, Y., Yamamori, B., Iseki, M., Shibusawa, M., Ono, Y., Kodaira, K., Funada, H. and Watanabe, M.
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 58 号: 3 ページ: 183-190
  • DOI: 10.2323/jgam.58.183
  • NAID: 130004449335
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural change of a cofactor binding site of flavoprotein detected by single-protein fluorescence spectroscopy at 1.5 k (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiyoshi, S., Hirano, M., Matsushita, M., Iseki, M.and Watanabe, M.
  • 雑誌名: Phys Rev Lett 巻: 106 号: 7 ページ: 78101-78101
  • DOI: 10.1103/physrevlett.106.078101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue and red light-induced germination of resting spores in the red-tide diatom Leptocylindrus danicus (2011)
  • 著者名/発表者名: Shikata, T., Iseki, M., Matsunaga, S., Higashi, S., Kamei, Y. and Watanabe, M
  • 雑誌名: Photochem Photobiol 巻: 87 号: 3 ページ: 590-597
  • DOI: 10.1111/j.1751-1097.2011.00914.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong donation of the hydrogen bond of tyrosine during photoactivation of the BLUF domain (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Iwata, A.Watanabe, M.Iseki, M.Watanabe, H.Kandori
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Lett. 巻: 2 号: 9 ページ: 1015-1019
  • DOI: 10.1021/jz2003974
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differentiation of photocycle characteristics of flavin-binding BLUF domains of α-and β-subunits of photoactivated adenylyl cyclase of Euglena gracilis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Murakami, A., Iseki, M., Takahashi, T., Higashi, S. and Watanabe, M
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 巻: 9 号: 10 ページ: 1327-1335
  • DOI: 10.1039/c0pp00130a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flagellar motions in phototactic steering in a brown algal swarmer. Photochem (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S., Uchida, H., Iseki, M., Watanabe, M. and Murakami, A.
  • 雑誌名: Photobiol 巻: 86 ページ: 374-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational microspectroscopy of single proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujiyoshi, S., Furuya, Y., Iseki, M., Watanabe, M. and Matsushita, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 1 号: 17 ページ: 2541-2545
  • DOI: 10.1021/jz100858b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differentiation of photocycle characteristics of flavin-binding BLUF domains of α-and β-subunits of photoactivated adenylyl cyclase of Euglena gracilis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, S.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol.Sci. 巻: 9 ページ: 1327-1335
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational microspectroscopy of single proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujiyoshi, S.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Lett. 巻: 1 ページ: 2541-2545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flagellar motions in phototactic steering in a brown algal swarmer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol. 巻: 86 ページ: 374-381
  • 査読あり
• [学会発表] 光センサーとしてのフラビンタンパク質: 光活性化アデニル酸シクラーゼの構造と機能を中心に (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊関峰生、松永 茂、渡辺正勝
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] BLUFドメインの光反応における水素結合環境の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田達也、伊藤奨太、伊関峰生、渡辺正勝、神取秀樹
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 精製タンパク質の構造から in situ の構造まで:電顕を使用して (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎直幸、伊関峰生、長谷川浩司、成田哲博、足立伸一、渡辺正勝、岩崎憲治
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 温度 1.5 K の単一分子分光による可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、平野充遥、渡辺正勝、伊関峰生、藤芳 暁、松下道雄
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 温度1.5Kの単一分子分光による可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 数 K における単一タンパク質分光を用いた可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、平野充遥、渡辺正勝、伊関峰生、藤芳 暁、松下道雄
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 数Kにおける単一タンパク質分光を用いた可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] BLUF ドメインの光反応におけるグルタミンとチロシン残基の水素結合構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田達也、伊関峰生、渡辺正勝、神取秀樹
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] BLUFドメインの光反応におけるグルタミンとチロシン残基の水素結合構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田達也
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 微細藻由来の光cAMP 産生酵素 PAC の導入による生物構造機能の光操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 正勝、伊関 峰生
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 光活性化アデニル酸シクラーゼを用いた細胞機能操作の現状と展望 神経組織の成長・再生・移植研究会 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊関峰生
  • 学会等名: 第26回学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-25
• [学会発表] 光活性化アデニル酸シクラーゼを用いた細胞機能操作の現状と展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊関峰生
  • 学会等名: 神経組織の成長・再生・移植研究会第26回学術集会
  • 発表場所: 東京医科大学(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-25
• [学会発表] 赤外分光解析を用いた BLUF ドメインの光反応に必須のチロシン残基の構造変化の検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩田達也、渡辺昭英、伊関峰生、渡辺正勝、神取秀樹
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] 赤外分光解析を用いたBLUFドメインの光反応に必須のチロシン残基の髄変化の検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩田達也
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] タンパク質の赤外吸収の単一分子観測:色素の光熱サイクルに対する考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤芳 暁・古屋 陽・伊関峰生・渡辺正勝・松下道雄
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 非晶質氷切片を使用した極低温電子顕微鏡によるin vivo造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮崎直幸
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] BLUFドメインの光反応における水素結合環境の変化
  • 著者名/発表者名: 岩田達也
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県）
• [学会発表] 精製タンパク質の構造からin situの構造まで：電顕を使用して
  • 著者名/発表者名: 宮崎直幸
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県）
• [学会発表] 光センサーとしてのフラビンタンパク質： 光活性化アデニル酸シクラーゼの構造と機能を中心に
  • 著者名/発表者名: 伊関峰生
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県）