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生体必須金属セレンの動態の鍵を握るセレノプロテインP、そのブラックボックスを開く

公募研究

研究領域「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究
研究課題/領域番号 20H05516
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都府立大学

研究代表者

田中 俊一  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70591387)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードセレン / セレノプロテインP / X線結晶構造解析 / ケミカルバイオロジー / 人工結合タンパク質 / 生体必須微量金属 / セレノシステイン
研究開始時の研究の概要

ヒトには25種類のセレンタンパク質が存在するが、それらの中で唯一セレンの動態に関わるのがセレノプロテインP(SelP)である。これまでの研究から、SelP は生命の維持や疾患の発症と密接に関わることが次々と明らかになってきた。しかし、そのタンパク質レベルでの研究は進んでおらず、SelPによるセレンの運搬や供給、そして疾病発症の機序はいまだブラックボックスのままである。
そこで本研究では、研究代表者らの独自のアプローチを展開し、SelPの立体構造情報を得るとともに、その構造的特徴がどのような機能発現と関係するのかを紐解くことで、上述のブラックボックスを開く鍵を得る。

研究実績の概要

本研究課題の趣旨は、セレノプロテインP(SelP)のタンパク質レベルでの研究を推進し、SelPによるセレンの運搬や供給、疾病発症のしくみの理解に繋げることにある。本年度は、SelPの構造機能解析として、(1)リコンビナントSelPの物性解析と結晶構造解析、(2)Sec導入型recSelPの調製と諸特性解析、(3)MonobodyによるSelPの細胞内取り込み阻害能解析、を進めた。
(1)について、大腸菌発現によるリコンビナントSelP(recSelP)の調製に成功し、分光学的・生化学的解析から、recSelPは天然型のSelPと同等の構造を有していることが示唆された。続いてrecSelPの結晶化に取り組み、recSelPの特異的に結合する人工結合タンパク質monobodyとの複合体で良質な結晶を得ることができた。SPring-8 BL41XUにおいて2.4Å分解能でのX線回折データの取得にも成功し、現在、構造解析を進めている。
(2)について、非天然型アミノ酸をタンパク質の目的部位に導入することができる大腸菌発現系を用いて、Sec導入型リコンビナントSelPの調製を試みた。高純度の精製タンパク質サンプルの調製に成功し、立命館大 三原先生にDAN法による解析を行っていただいたところ、8割以上の高率でSecが導入されていることが確認できた。現在、当該タンパク質を用いて還元活性測定を進めている。
(3)について、SelPの酵素触媒機能における重要部位や、細胞内取り込みにおける重要部位を探索する目的で、SelPのN末端領域とC末端領域のそれぞれに結合するmonobodyを取得した。N末端領域に対しては5種類、C末端領域に対しては1種類得られている。現在、東北大 斎藤先生にご協力をいただき、これらのmonobodyを用いて、酵素触媒機能や細胞内取り込みに対する影響を解析している。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Growth of Acetaminophen Polymorphic Crystals and Solution-Mediated Phase Transition from Trihydrate to Form II in Agarose Gel2021

    • 著者名/発表者名
      Nishigaki Akari、Maruyama Mihoko、Tanaka Shun-ichi、Yoshikawa Hiroshi Y.、Imanishi Masayuki、Yoshimura Masashi、Mori Yusuke、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 11 号: 9 ページ: 1069-1069

    • DOI

      10.3390/cryst11091069

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multicolor imaging of calcium-binding proteins in human kidney stones for elucidating the effects of proteins on crystal growth2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yutaro、Maruyama Mihoko、Okada Atsushi、Furukawa Yoshihiro、Momma Koichi、Sugiura Yuki、Tajiri Rie、Sawada Koichi P.、Tanaka Shunichi、Takano Kazufumi、Taguchi Kazumi、Hamamoto Shuzo、Ando Ryosuke、Tsukamoto Katsuo、Yoshimura Masashi、Mori Yusuke、Yasui Takahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 16841-16841

    • DOI

      10.1038/s41598-021-95782-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Assembly/Disassembly of Staphylococcus aureus FtsZ Visualized by High-Speed Atomic Force Microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Junso、Sugiyama Shogo、Terakado Haruna、Miyazaki Maho、Ozawa Mayuki、Ueda Nanami、Kuroda Natsuko、Tanaka Shun-ichi、Yoshizawa Takuya、Uchihashi Takayuki、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 4 ページ: 1697-1697

    • DOI

      10.3390/ijms22041697

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超好熱性サチライシンをモデルにみるタンパク質フォールディングの高温環境適応戦略2021

    • 著者名/発表者名
      上原了、田中俊一
    • 雑誌名

      化学と生物(日本農芸化学会誌)

      巻: 59 ページ: 272-274

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the Rate-Limiting Step of the ANS?Protein Binding at the Protein Surface and Inside the Hydrophobic Cavity2021

    • 著者名/発表者名
      Ota Chikashi、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 2 ページ: 420-420

    • DOI

      10.3390/molecules26020420

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion loop‐mediated folding propagation governs efficient maturation of hyperthermophilic Tk‐subtilisin at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara R., Dan N., Amesaka H., Yoshizawa T., Koga Y.., Kanaya S., Takano K., Matsumura H., Tanaka SI.
    • 雑誌名

      FEBS letters

      巻: 594 号: 4 ページ: 452-461

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Evidence of the Salt-Induced Conformational Change around the Localized Electric Charges on the Protein Surface of Fibronectin Type III2020

    • 著者名/発表者名
      Ota Chikashi、Fukuda Yui、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 47 ページ: 14243-14254

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c02367

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 抗体タンパク質を用いた構造変化トラップによるアデニル酸キナーゼの活性制御2022

    • 著者名/発表者名
      中村伊武輝、雨坂心人、米澤健人、上久保裕生、田中俊一、松尾貴史
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工結合タンパク質を利用する新たな酵素機能改変戦略2021

    • 著者名/発表者名
      田中俊一
    • 学会等名
      第471回光ナノサイエンス特別講義・第16回マテリアル特別講義(奈良先端科学技術大学院大学)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラム陰性細菌を宿主とする新しい異種タンパク質分泌生産技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      神谷友華、雨坂心人、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第515回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トチュウ由来超長鎖トランスポリイソプレン合成酵素の構造生物学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也、梶浦裕之、鈴木伸昭、田中俊一、中澤慶久、松村浩由
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第515回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 肺炎桿菌および大腸菌由来FtsZの構造機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      黒田奈津子、吉澤拓也、藤田純三、上村菜月、雨坂心人、田中俊一、上原了、松村浩由
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第515回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グラム陰性細菌による異種タンパク質分泌発現系の基盤構築2021

    • 著者名/発表者名
      神谷友華、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗体工学の可能性を拡げる新たなアプローチ-良質なファージライブラリーの作製方法と効率的なスクリーニングシステムの探索-2021

    • 著者名/発表者名
      雨坂心人、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] (ワークショップ主催)生体分子の人工設計で切り開く生命科学研究2021

    • 著者名/発表者名
      真壁幸樹、田中俊一
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工設計タンパク質を利用する新たな酵素機能改変戦略2021

    • 著者名/発表者名
      田中俊一、雨坂心人、高野和文
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超長鎖トランスポリイソプレンを合成するEuTPT3の二量体構造2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也、梶浦裕之、鈴木伸昭、田中俊一、中澤慶久、松村浩由
    • 学会等名
      令和3年度日本結晶学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生体必須金属セレン動態の鍵を握るセレノプロテイン P,その分子構造・機能解析に向けた取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      田中俊一、雨坂心人、高野和文
    • 学会等名
      生命金属に関する合同年会 Consortium of Metal Biosciences 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 抗体工学の可能性を拡げる新たなアプローチ‐シグナル配列のキメラ化によるファージディスプレイ効率の向上‐2020

    • 著者名/発表者名
      雨坂心人、高野和文、田中俊一
    • 学会等名
      第10回4大学連携研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] オリゴ糖2021

    • 発明者名
      田中俊一、矢野真実子、他
    • 権利者名
      田中俊一、矢野真実子、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 抗体模倣分子2021

    • 発明者名
      田中俊一、雨坂心人、高野和文
    • 権利者名
      田中俊一、雨坂心人、高野和文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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