【研究分野】構造生物化学

【研究領域課題番号】26840027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

X線結晶解析 / 光センサー / 光受容体 / 結晶構造解析 / ビタミンB12 / 転写因子 / 結晶構造解析法 / センサータンパク質 / 光応答

【研究成果の概要】

本研究では、ビタミンB12を利用する新規な光受容体CarHとAerRにおける光応答の分子機構を解明するために、これらの構造機能解析を行なった。暗所において、アデノシルコバラミン (補酵素型ビタミンB12) が結合したCarHを調製、結晶化することで、光応答前のCarHの結晶構造解析に成功した。CarHはN末端側のDNA結合ドメインとC末端側のセンサードメインから構成されていた。センサードメインに結合したアデノシルコバラミンの光分解がCarHの高次構造の変化をもたらすという仮説を提唱した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】生命・健康・医療情報学

【研究領域課題番号】25540132 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

チャネルロドプシン / プロテオロドプシン / 量子化学計算 / 吸収波長制御 / LOVドメイン / BLUFドメイン / 光応答 / ダイナミクス / オプトジェネティクス / MDシミュレーション / 光受容体 / ロドプシン / オプシンシフト

【研究成果の概要】

全原子量子化学計算によりチャネルロドプシン、プロテオロドプシンの吸収波長制御機構を解析した。その結果、吸収波長に大きく影響を与えるアミノ酸残基を特定することに成功し、さらに、波長を大きくシフトさせる変異体も提案した。また、近年オプトジェネティクスの光受容体として盛んに用いられているLOVドメインやBLUFドメインの光応答機構を分子動力学シミュレーション等を駆使して、ダイナミクスの観点から明らかにした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】応用微生物学

【研究領域課題番号】22580097 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

きのこ / 光受容体 / 形態変化 / シイタケ / 子実体形成 / 光応答 / バイオインフォマティクス / 遺伝子発現 / 次世代型DNAシーケンサー / 遺伝子 / ゲノム / 応用微生物 / シグナル伝達 / 生体分子 / 農林水産物 / 発生・分化 / 子実体

【研究成果の概要】

きのこの子実体形成には光が必要である。シイタケの光受容体遺伝子 Le.cry は、担子菌初のクリプトクロム型光受容体をコードしていた。その産物Le.CRY の解析 の結果、青色光領域を吸収し子実体形成に関わることが示唆された。プロテオーム解析の結果、 リン酸化や糖鎖付加などの翻訳後修飾を介して、子実体形成に関わる代謝経路やシグナル伝達 経路が存在することが分かった。トランスクリプトーム解析の結果、光応答遺伝子群を網羅・ 同定した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)