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2013 年度 実施状況報告書

新規金属集積蛋白質の分子設計と環境浄化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24658287
研究機関京都大学

研究代表者

増田 太郎  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (40395653)

研究分担者 三上 文三  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40135611)
キーワードメタロプロテイン / フェノールオキシダーゼ / キチナーゼ
研究概要

平成25年度は、金属結合性蛋白質として、①カルシウム貯蔵型キチナーゼ(ザクロ由来クラスIIIキチナーゼ)、②甲殻類フェノールオキシダーゼ(銅結合蛋白質)の構造、機能解析を行った。
①について、ザクロ種子内でカルシウム貯蔵タンパク質として機能している、クラスIIIキチナーゼを分離精製し、cDNAのクローニングを行った。更に、組換え型クラスIIIキチナーゼの結晶化と1.5Å分解能でのX線結晶構造解析に成功した。構造解析の結果、約10か所のカルシウム結合サイトと、その配位構造が明らかとなった。
②について、クルマエビ血漿より精製したフェノールオキシダーゼの立体構造を1.8Å分解能で明らかにした。本酵素は、既知の甲殻類フェノールオキシダーゼとは異なる分子であり、食用甲殻類の多くが属する甲殻類十脚目(エビ目)に広く存在する新規遺伝子ファミリーを形成することを示した。また、本酵素の立体構造は、甲殻類由来のフェノールオキシダーゼとして初めての解析例である。本構造解析により、活性中心の銅原子の配位環境と周辺の詳細な立体構造が明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

これまで明らかにされていなかった金属蛋白質の詳細な立体構造解析に成功し、金属元素とタンパク質の相互作用について、新規な知見が得られたため。
また、立体構造解析以外においても、高等植物種子に広範に存在するクラスIIIキチナーゼをカルシウム貯蔵タンパク質として同定したこと、及び新規の金属結合性酸化還元酵素(フェノールオキシダーゼ)を見出したことなど、当初の計画以上の知見を得ることができた。

今後の研究の推進方策

平成25年度に得られた新規な金属蛋白質の構造から、その金属配位環境を詳細に解析する。平成26年度は、金属への配位可能なモチーフについて、フェリチンなどの多量体籠状蛋白質にそのモチーフを導入し、新規な金属集積蛋白質分子の創出を試みる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of a crustacean prophenoloxidase provides a clue to understanding the functionality of the type 3 copper proteins.2014

    • 著者名/発表者名
      Taro Masuda, Kyosuke Momoji, Takashi Hirata & Bunzo Mikami
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 281 ページ: 2659-2673

    • DOI

      10.1111/febs.12812

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新規フェノールオキシダーゼの立体構造が示唆するタイプ3銅蛋白質の機能分化について2014

    • 著者名/発表者名
      増田太郎、百次恭祐、平田孝、三上文三
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140329

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公開日: 2015-05-28  

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