セレン含有タンパク質生合成に関わるセレン特異的化学変換機構の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23380060
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 三原 久明 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324693)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: セレン / 蛋白質 / 酵素 / 必須微量元素 / セレン蛋白質

研究実績の概要

Pseudomonas sp. F2a株のゲノムを抽出し、次世代シーケンサー（Illumina）により全ゲノムを解読した。得られたゲノム情報を基にバイオインフォマティックス解析を行った結果、F2a株はゲノム上に6種類のWCxxCモチーフを持つTrxホモログ (Trx171、286、303、2244、2288、2399) が存在することを見出した。次に、F2a株のゲノムDNAを鋳型にして、PCRにより各遺伝子を増幅し、pColdIに連結することで、各trxの高発現プラスミドを作製した。本プラスミドによりE. coli BL21(DE3)を形質転換し、Hisタグ融合タンパク質として各Trxタンパク質を高発現させ、精製タンパク質として各々のTrx活性を調べた。一方で、E. coliのtrxA 欠損株を用いた補完実験により、6種類のTrxホモログがセレンタンパク質生合成に与える影響をin vivoで調べた。発色試薬であるベンジルビオロゲンが、E. coliにおける唯一のセレンタンパク質であるギ酸脱水素酵素依存的に還元されることで菌体が紫色を呈する。この特性を利用し、セレンタンパク質合成能を可視的に評価した。その結果、Trx2244とTrx2399を導入した株ではE. coliのtrxA 欠損株を補完できた。また、Trx171を導入した株では長時間の反応により補完が認められ、他の3種のTrxでは補完できなかった。この結果より、F2a株の持つ6種類Trxホモログの内3種類がE. coliのTrxAと同様にセレンタンパク質合成に関与することが強く示唆された。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Thapar University(India)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Thapar University
• [雑誌論文] Purification and properties of 4-methyl-5-hydroxyethylthiazole kinase from Escherichia coli (2016)
  • 著者名/発表者名: Tani, Y., Kimura, K., and Mihara, H.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 80 ページ: 514-517
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1104239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous expression of L-lysine alpha-oxidase from Scomber japonicus in Pichia pastoris and functional characterization of the recombinant enzyme (2015)
  • 著者名/発表者名: Tani, Y., Omatsu, K., Saito, S., Miyake, R., Kawabata, H., Ueda, M., and Mihara, H.
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 157 ページ: 201-210
  • DOI: 10.1093/jb/mvu064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional expression of L-lysine alpha-oxidase from Scomber japonicus in Escherichia coli for one-pot synthesis of L-pipecolic acid from DL-lysine (2015)
  • 著者名/発表者名: Tani, Y., Miyake, R., Yukami, R., Dekishima, Y., China, H., Saito, S., Kawabata, H., and Mihara, H.
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 99 ページ: 5045-5054
  • DOI: 10.1007/s00253-014-6308-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and Properties of Glycine Oxidase from Pseudomonas putida KT2440 (2015)
  • 著者名/発表者名: Equar, M. Y., Tani, Y., and Mihara, H.
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol 巻: 61 ページ: 506-510
  • DOI: 10.3177/jnsv.61.506
  • 査読あり
• [学会発表] Bacillus sp. NTP-1株由来マンガンカタラーゼ様タンパク質の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梅村晃弘, 戸部隆太, 田島寛隆, 三原久明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] Pseudomonas putida由来D-リジントランスポーターの基質結合タンパク質の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山内美咲, 青木志帆, 近藤和貴, 佐藤大起, 戸部隆太, 三原久明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] Properties of aspartate aminotransferase from the thermophilic alkaliphilic bacterium Thermobacillus composti (2016)
  • 著者名/発表者名: Kido, A., Tobe, R., and Mihara, H.
  • 学会等名: Institute for Chemical Research International Symposium 2016
  • 発表場所: 京都大学（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-03-07
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of a novel putative porin of the metal-reducing bacterium Geobacter sulfurreducens (2016)
  • 著者名/発表者名: Jahan, M. I., Tobe, R., and Mihara, H.
  • 学会等名: Institute for Chemical Research International Symposium 2016
  • 発表場所: 京都大学（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-03-07
  • 国際学会
• [学会発表] システインデスルフラーゼを用いたCdSナノ粒子の酵素的合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 綾田真人, 戸部隆太, 田島寛隆, 三原久明
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第493回講演会
  • 発表場所: 京都大学楽友会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-02-06
• [学会発表] Geobacter sulfurreducens におけるマルチヘムセレンタンパク質の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松嵜佑樹, 杉山慧, 嶌本奈々, 戸部隆太, 谷泰史, 三原久明
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 細菌におけるセレノリン酸合成酵素へのセレン基質供給系の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水敦貴, 波北悟, 戸部隆太, 田村隆, 三原久明
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] Characterization of a novel putative porin of the metal-reducing bacterium Geobacter sulfurreducens (2015)
  • 著者名/発表者名: Mihara, H.
  • 学会等名: The 5th International Selenium Seminar (ISS2015)
  • 発表場所: Yaroslavl (Russia)
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] インドセレン蓄積地帯の土壌より単離したCellulomonas sp. D3aの亜セレン酸還元特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田島寛隆, 山際恭平, 大内田竜大, 山本紘資, 名田イサナ, 谷泰史, 斎藤茂樹, 峯元高志, Prakash, N. T., 三原久明
  • 学会等名: 第26回日本微量元素学会学術集会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-07-04
• [学会発表] 細菌におけるセレン・テルルの代謝 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三原久明
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: ホテル日航金沢（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-07-01
  • 招待講演
• [備考] 研究者データベース
  • URL: http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/64/0006361/profile.html