| 研究課題/領域番号 |
23K23852
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02588 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
久保 稔 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90392878)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 天然変性タンパク質 / クリプトクロム / 体内時計 / DNA光修復 / 動的構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、緑藻クラミドモナスにおいて、二つの機能をもち、それらを使い分ける奇妙な分子（タンパク質）が発見された。CraCRYと名付けられたその分子の二つの機能とは、 (1)体内時計の調節と(2)壊れたDNAの修復である。本研究では、X線、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波などさまざまな光を道具に用いて、二機能を制御するこの分子の巧みな設計原理を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
クラミドモナスの動物型クリプトクロム（CraCRY）は、(1)光による体内時計の遺伝子調節（クリプトクロム機能）に加えて、(2)光を用いたDNAの修復（光回復酵素機能）も行えるbi-functionalタンパク質である。CraCRYは、光受容補因子FADを保持した光回復酵素様のドメイン（PHR）の末端に、天然変性領域（CTE）が付け足された構造をもつ。本研究では“FADの化学状態とCTEのダイナミクスの連関”に焦点を当て、CraCRYの二機能性制御の仕組みを明らかにする。
CraCRYのFADは環境に応じて、①酸化型（in vitroで安定な暗状態）、②セミキノン型（in vivoでの暗状態）、③還元型（in vivoでの明状態かつ光回復酵素機能の休止状態）の3つの化学状態をとる。R4年度は酸化型と還元型の試料調製法を確立し、X線小角散乱によりCTEの構造変化を明らかにした。R5年度はさらにNMRを用いて、酸化型と還元型の間のCTEの構造変化を解析し、一部帰属可能なシグナルに基いてCTE-PHR間の相互作用変化を明らかにした。また、セミキノン型の試料調製法を検討し、セミキノン型が主成分（約90%）となる試料調整法を見出した。一方、CraCRYの光回復酵素機能に関しては、時間分解紫外分光を用いて、R4年度中にDNA光修復ダイナミクスを捉えることにすでに成功している。R5年度はCraCRYと近縁の光回復酵素のDNA光修復ダイナミクスを観測した。現在それらを比較しながら、CraCRYのDNA光修復機構の特徴を抽出している所である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
セミキノン型単分散試料の調整方法がまだ確立していないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
セミキノン型CraCRYの調製方法について引き続き検討を続けると共に、セミキノン型CraCRYと酸化型CraCRYの二成分系に対するX線小角散乱解析を検討する。
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