Study of substrates transport mechanism of organic acids exporter

有机酸输出体的底物传输机制研究

• 批准号: 20K05779
• 负责人: 七谷 圭
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05779/
• 关键词: トランスポーター; クライオ電子顕微鏡; 有機酸生産; 構造解析

炭素リサイクル社会の実現に向けて、様々な製品のバイオマス由来への置き換えが進められている。なかでもプラスチックは、柔軟性と耐久性を兼ねそろえていることから、現在社会とは切り離せない優れた素材である。そのため、原油由来のプラスチック原料をバイオマス由来の原料に置き換えることで、優れた性質を維持し、炭素リサイクルを実現する方法が模索されている。有機酸は、プラスチックの原料となることから、微生物を用いたバイオマス由来の有機酸生産技術の開発が進められている。微生物の宿主改良には、主に細胞内代謝系の改変が用いられている。しかしながら、極性が高く細胞膜を透過しない有機酸は、生合成された後、細胞内に蓄積し、生産と律速となる。そこで、本研究では、微生物の細胞外への有機酸排出機能を強化するため、有機酸排出輸送体の構造と機能メカニズムを明らかにし、有機酸排出機能を強化することを目的とした。はじめに、精製タンパク質を用いてクライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析を実施した。野生型輸送体に加え、熱安定性変異体を精製し、グリットを作成後、他大学所有の200kVもしくは300kVのクライオ電子顕微鏡を用いて観察した。観察データを単粒子解析用ソフトRelionやCryoSPARCを用いて解析し、分子構造の解析を進めている。また、精製タンパク質を用いて、輸送体の安定条件を検討し、さらにドメインの機能に関する生化学的な解析を進めた。新たな因子によるタンパク質の安定化を実現することができた。

The carbon industry is developing rapidly. For example, flexibility, durability, and the present society. The method for maintaining the properties of crude oil and raw materials, and for realizing carbon oil and raw materials is described. Organic acid production technology development based on raw materials and microbial applications The host of microorganism is improved, and the metabolic system inside the host cell is improved. Organic acids are produced and accumulated in cells at a high rate through cell membranes. The purpose of this study is to enhance the extracellular organic acid excretion function of microorganisms and the structure and function of organic acid excretion carriers. The particle analysis of electron micromirrors is carried out in order to improve the quality of particles. After the wild-type transport material is added, the thermal stability is refined, and the temperature is changed, all the 200 kV and 300 kV temperature are detected by electron microscope. The analysis of molecular structure of CryoSPARC is carried out in the middle of the analysis. To investigate the stability conditions of the carrier and to analyze the biochemical characteristics of the carrier. The new factor is stable.

项目成果

テキサス工科大(米国)

德克萨斯理工大学（美国）

醤油乳酸菌Tetragenococcus halophilus由来Aspartate:Alanine 交換輸送体（AspT）の複合体構造

天冬氨酸的复杂结构：来自酱油乳酸菌嗜盐四联球菌的丙氨酸交换转运蛋白（AspT）

• 发表时间: 2021
• 作者: 山中 空;宮本 あかり;國井 宏太;七谷 圭;阿部 敬悦
• 通讯作者: 阿部 敬悦