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2022 年度 実績報告書

機能未知酵素ホモログによるアシルCoA代謝調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05804
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 彩子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (90633686)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード代謝調節 / アシルCoA / Thermus thermophilus / 酢酸応答 / 機能未知酵素ホモログ / 短鎖脂肪酸
研究実績の概要

タンパク質翻訳後修飾と制御タンパク質との相互作用により複雑に活性調節されることが示唆されているCoA transferase (CoAT)について、その制御機構の詳細を明らかにするため結晶構造解析に取り組んだ。X線結晶構造解析でのCoATと制御タンパク質の複合体の構造決定には至っていないが、NAD+やNADHを結合する制御タンパク質はアポ型に加え、NAD+結合型の結晶構造を決定し、NAD+の結合に伴い構造変化が生じることが明らかとなった。またCoATと制御タンパク質間の相互作用様式について調べたところ、NAD(H)存在下においてCoATと制御タンパク質とのアフィニティが異なることが分かった。現在CryoEMを用いて複合体構造解析を進めており、二つのタンパク質間の相互作用様式およびNAD+結合による構造変化について明らかにしつつある。
T. thermophilusに4つ存在するアシルCoA合成酵素(ACS)ホモログについては、ACS活性を持たずACSドメインに加えて転写因子ドメインを持つACS2に着目して研究を進めた。qRT-PCRによるacs遺伝子の発現レベルの解析を行ったところ、ACS2が酵素活性をもつACSホモログの培地条件依存的な転写誘導に関与することが明らかとなった。様々な工夫の末、転写因子ドメインをコードする遺伝子を大腸菌のコドンに最適化させた人工遺伝子を用いて本ドメインのみの組換えタンパク質の取得に成功し、実際にacsホモログ遺伝子の上流に結合することを見出した。さらに、ACS2の結晶化に成功し、ACS2のACSドメインの反応中間体との複合体の結晶構造を決定でき、この反応中間体がACS2による遺伝子発現制御におけるエフェクターとして機能する可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanisms of Sugar Aminotransferase-like Enzymes to Synthesize Stereoisomers of Non-proteinogenic Amino Acids in Natural Product Biosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Sumire、Okamura Hironori、Yoshida Ayako、Tomita Takeo、Sone Yusuke、Hasebe Fumihito、Shinada Tetsuro、Takikawa Hirosato、Kosono Saori、Nishiyama Makoto
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 18 ページ: 385~395

    • DOI

      10.1021/acschembio.2c00823

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A bacterial sulfoglycosidase highlights mucin O-glycan breakdown in the gut ecosystem2023

    • 著者名/発表者名
      Katoh T、Yamada C、Wallace M D.、Yoshida A、Gotoh A、Arai M、Maeshibu T、Kashima T、Hagenbeek A、Ojima M N.、Takada H、Sakanaka M、Shimizu H、Nishiyama K、Ashida H、Hirose J、Suarez-Diez M、Nishiyama M、Kimura I、Stubbs K A.、Fushinobu S、Katayama T
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41589-023-01272-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Immune gene activation by <scp>NPR</scp> and <scp>TGA</scp> transcriptional regulators in the model monocot <i>Brachypodium distachyon</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kohei、Suzuki Hitomi、Uemura Takuya、Nozawa Akira、Desaki Yoshitake、Hoshino Ryosuke、Yoshida Ayako、Abe Hiroshi、Nishiyama Makoto、Nishiyama Chiharu、Sawasaki Tatsuya、Arimura Gen‐ichiro
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 110 ページ: 470~481

    • DOI

      10.1111/tpj.15681

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Basis for Enzymatic Aziridine Formation via Sulfate Elimination2022

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Sumire、Hasebe Fumihito、Okamura Hironori、Yoshida Ayako、Matsuda Kenichi、Sone Yusuke、Tomita Takeo、Shinada Tetsuro、Takikawa Hirosato、Kuzuyama Tomohisa、Kosono Saori、Nishiyama Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 ページ: 16164~16170

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07243

    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of a heterodimeric aminotransferase discovered in AmCP-containing biosynthetic gene cluster from Serratia sp. ATCC 390062023

    • 著者名/発表者名
      Heru Pramono, Yuki Hirashima, Koshiro Kikuchi, Ayako Yoshida, Yusuke Sone, Saori Kosono, Makoto Nishiyama
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [学会発表] 高度好熱菌Thermus thermophilusのリジン生合成におけるタンパク質間相互作用に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      森田 裕太郎、志村 諒、吉田 彩子、森脇 由隆、富田 武郎、寺田 透、清水 謙多郎、古園 さおり、西山 真
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [学会発表] Substrate specificity and evolution of lysine biosynthetic enzymes in Thermus thermophilus2023

    • 著者名/発表者名
      Wenyuan Shi, Ayako Yoshida, Saori Kosono, Makoto Nishiyama
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces lydicus ATCC 25470 におけるアミノ基キャリア質を介して生産される新規二次代謝産物とその生合成に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      林 勇太、曽根 祐輔、吉田 彩子、古園 さおり、西山 真
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [学会発表] タンパク質間相互作用を介したCoA転移酵素の新規調節機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      吉田彩子
    • 学会等名
      第22回 酵素応用シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能未知代謝酵素ホモログが関与する短鎖アシルCoA代謝調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      吉田彩子、西山真
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科アグロバイオテクノロジー研究センター細胞機能工学研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/cbt/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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