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2007 年度 実績報告書

構造変化から見る生命エネルギー変遷の進化メカニズムとそれを利用した応用生物工学

研究課題

研究課題/領域番号 17360400
研究機関広島大学

研究代表者

黒田 章夫  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (50205241)

研究分担者 片柳 克夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20291479)
キーワードアデノシン三リン酸 / 生命エネルギー / ポリリン酸 / グルコキナーゼ / 構造解析 / 進化
研究概要

アデノシン三リン酸(ATP)は生命エネルギーの通貨と言われ、多くの酵素がATPをエネルギー源あるいはリン酸化の基質として利用している。我々はポリリン酸をリン酸化の基質として利用するポリリン酸グルコキナーゼ(PolyP-GK)を発見した。ATPグルコキナーゼ(ATP-GK)とPolyP-GKの一次構造の比較からATP-GKは比較的小さなドメインを獲得してPolyP-GKから進化したものと考えられた。そこで、ATP-GKとPolyP-GKの立体構造を詳細に比較して、ポリリン酸を基質にする動作原理と、ポリリン酸を基質にする動作原理と、ポリリン酸からATPへ変化した生命エネルギー変遷の進化メカニズムを解明することを目的とした。スプリング8においてPolyP-GKの結晶を解析し、得られた回折像から構造解析を行った。さらに本年度はPolyP-GKとポリリン酸(P4)の共結晶体の回折像から構造予測をした結果、25番目のリジン等が関与するポリリン酸結合サイトが明らかになった。またビフィズス菌由来のポリリン酸とATPの両方を利用するグルコキナーゼ(PolyP/ATP-GK)の立体構造も解析した結果、構造的にほとんど同じであり、またPolyP-GKと同様に非常にポジティブな電荷が連続したユニークな領域が見られた。今後さらに精密化して構造比較を行い、PolyP-GKの反応機構や、PolyP-GKがなぜATPを利用することが出来ないかを構造的、進化的に解明する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Use of an Escherichia coli recombinant producing thermostable polyphosphate kinase as an ATP regenerator to produce fructose 1,6-diphoaphate2007

    • 著者名/発表者名
      S. Iwamoto, K. Motomura, Y. Shinoda, M. Urata, J. Kato, N. Takiguchi, H. Ohtake, R. Hirota, A. Kuroda
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology 73

      ページ: 5676-5678

    • 査読あり
  • [図書] バイオプロセスハンドブック2007

    • 著者名/発表者名
      黒田章夫
    • 総ページ数
      607-614
    • 出版者
      NTS出版

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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