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2010 年度 実績報告書

藍色細菌における必須重金属イオンの細胞内濃度制御機構解明と環境改善への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22510234
研究機関愛媛大学

研究代表者

森田 勇人  愛媛大学, 農学部, 准教授 (50274303)

研究分担者 林 秀則  愛媛大学, 無細胞生命科学工学研究センター, 教授 (60124682)
キーワード藍色細菌 / SmtB / 重金属イオンセンシング / ゲルNMR / ゲルシフトアッセイ
研究概要

平成22年度は申請書における実施計画に基づき以下の研究を行った。
1.亜鉛イオンとの結合に伴うSmtBの構造変化の残余双極子相互作用値(RDC)計測による解析
亜鉛イオンの結合の有無に伴うSmtBの構造変化を多次元NMR分光法によるRDCの変化を観測することで解析するために、亜鉛イオンと結合していないSmtB溶液を浸潤させたポリアクリルアミドゲルを試料管に圧縮して封入したサンプルを作製し、RDCの計測を試みた。その結果、アクリルアミドゲル濃度10%、6mmφのアクリルアミドを5mmφ(外径)のNMR試料管(内径4.2mmφ)に圧縮して封入することでRDCの計測が可能(測定温度40℃)であることがわかった。この測定条件で、平成23年度は亜鉛イオンの結合の有無に伴うSmtBの構造変化の解析のためのNMR測定を計測して行う。
2.センサー部位とは異なる亜鉛イオン結合部位を変異導入により破壊したSmtBの機能・構造変化の解析
センサー部位のみに亜鉛イオンが結合するSmtBのモデル系として、第IVヘリクス(SmtB二量体形成部位)のヒスチジン残基に点変位を導入した変位SmtBを作製し、亜鉛イオンによるSmtBの認識塩基配列への結合活性の阻害効果をゲルシフトアッセイ法により評価した。その結果、亜鉛イオンのリガンドとして機能しているヒスチジン残基に点変位を導入した変位SmtBでは、亜鉛イオンによるSmtB-DNA複合体形成阻害効果が著しく減少することがわかった。また、亜鉛イオン添加に伴う変位SmtBの^1H-^<15>N HSQCスペクトル変化の観測においても、変位を導入していないSmtBより高濃度の亜鉛イオンの添加が必須であった。これらの結果から、SmtBの二カ所の亜鉛イオン結合部位への亜鉛イオンの同時結合が、DNA結合活性の低下に必須であることがわかった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Expression of a gene encoding a MKRN RING zinc finger protein in early germination stages of pea (Pisum sativum L.Var.Alaska) and its possible role in differentiation2011

    • 著者名/発表者名
      V.P.Sahi, T.U.Arumugam, E.H.Morita, S.Abe
    • 雑誌名

      Acta Physiol.Plant.

      巻: (In press)

    • 査読あり
  • [学会発表] Spectroscopic and biochemical analyses for the molecular mechanism of cytosolic zinc ion concentration sensing by cyanobacterial transcriptional factors, SmtB family.2010

    • 著者名/発表者名
      森田勇人、阿部俊之助、池上貴久、林秀則
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] Newly developed physical chemistry of life with THz spectroscopy.2010

    • 著者名/発表者名
      森田勇人、西澤誠治
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-21

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公開日: 2012-07-19  

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