2018 年度研究成果報告書

有機酸生産の効率化へ向けた有機酸排出トランスポーターの構造と機能の解析

研究課題

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研究課題/領域番号	16K07653
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	応用微生物学
研究機関	東北大学
研究代表者	七谷圭東北大学, 農学研究科, 助教 (00547333)
研究協力者	米山裕石谷隆一朗
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	トランスポーター
研究成果の概要	有機酸の菌体外への排出強化による微生物を用いた有機酸生産の効率化を最終目標とした。本研究では、有機酸排出トランスポーターの構造と機能メカニズムに明らかにするため、構造解析ならびに生化学的解析を実施した。はじめに、有機酸排出トランスポーターの結晶構造解析に向けて、有機酸トランスポーターとそのホモログ遺伝子を好熱菌等からクローニングした。各ホモログについて大腸菌を用いた発現と熱安定性の解析を実施した。発現に成功したホモログについて、精製系を構築し、精製タンパク質を用いて、タンパク質の結晶化スクリーニングを実施した。その結果、微細な結晶を得ることに成功した。
自由記述の分野	応用微生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	微生物を用いた物質生産において、従来は主に微生物の菌体内での生合成反応の強化に焦点を当てた研究開発が進められてきた。しかしながら、生合成産物の細胞外への排出が滞ると生合成反応は阻害され生産効率を下げる原因となることが明らかとなった。そこで本研究では、有機酸生産の効率化に向けて有機酸の排出強化を目的とし、有機酸トランスポーターの構造と機能メカニズムの解明を目的とした。膜タンパク質は、膜に局在するため疎水性が高く、結晶構造解析が困難であると言われている。この様な状況に置いて、本研究では有機酸排出トランスポーターホモログの結晶化に成功し、構造解明に向けて大きく前進した。