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ランチビオティックnukacin ISK-1の作用機作の分子機構の解析

Research Project

Project/Area Number 12F02399
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

園元 謙二  九州大学, 大学院農学研究院, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MAHIN A.a.  九州大学, 大学院農学研究院, 外国人特別研究員
MAHIN A.A.  九州大学, 大学院・農学研究院, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords抗菌ペプチド / ランチビオティック / nukacin ISK-1 / 作用機作 / 殺菌作用 / 静菌作用 / lipid II複合体 / lipid II / 膜電位の崩壊 / ATP漏出
Research Abstract

1. 菌株特異的作用機作の解明
昨年度の研究成果から、ランチビオティックnukacin ISK-1は菌株により作用機作(静菌あるいは殺菌的)が異なるというこれまでの概念を超えた結果を得た。今年度は、殺菌作用をさらに詳細に解析した。
nukacin ISK-1が検定菌からのATP漏出や検定菌の細胞膜を用いて調製したリポソームからの低分子蛍光物質の漏出を引き起こさなかったが、カリウムイオンのような低分子の溶出が確認され、nukacin ISK-1が小さなサイズの孔あるいはカリウムイオンに特異的な孔を形成することが示された。
2. Nukacin ISK-1-lipid II複合体の構造解析
我々は他のランチビオティックであるmersacidin、lacticin3147のLtn A1、plantaricin Cに見られるようなlipid IIに結合する保存モチーフ(TxS/TxD/EC)をnukacin ISK-1のリングA領域にも見出した。また、これまでに等温滴定型熱量計を用いてnukacin ISK-1と標的分子である細胞壁前駆体lipid IIとの結合を認めた。しかし、lipid IIとnukacin ISK-1のどの部分が結合に関与するのか、nukacin ISK-1のどの領域が関与するのか、結合することで構造変化がみられるのか、など分子情報は不明であったので、核磁気共鳴(NMR)を用いてnukacin ISK-1-lipid II複合体の構造を分子レベルで解析することを試みた。大腸菌でのランチビオティック生産系を用いて、^15N,^13Cラベル化nukacin ISK-1を調製した。また、lipid IIの水溶性アナログを合成して、nukacin ISK-1との相互作用や複合体の高次構造を解析している。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Bactericidal activity of nukacin ISK-1 : an alternative mode of action2014

    • Author(s)
      Urmi Roy, Mohammad Riazul Islam, Jun-ichi Nagao, Hiroshi lida, Abdullah-Al-Mahin, Mengqi Li, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama, and Kenji Sonomoto
    • Journal Title

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry

      Volume: (印刷中) Issue: 7 Pages: 1270-1273

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.918485

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antimicrobial mechanism of lantibiotics2012

    • Author(s)
      Mohammad Riazul Islam, et al.
    • Journal Title

      Biochemical Society Transactions

      Volume: 40 Issue: 6 Pages: 1528-1533

    • DOI

      10.1042/bst20120190

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mechanism of mutual regulation between peptidase and ATPase domains of a bifunctional ABC transporter for lantibiotic synthesis2013

    • Author(s)
      鄭 森, 永尾潤一, 西江麻美, 善藤威史, 園元謙二
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会(2013)
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Mode of action of type-A(II) lantibiotic: a lipid II-binding motif for nukacin ISK-12012

    • Author(s)
      Kenji Sonomoto
    • Organizer
      How bugs kill bugs: progress and challenges in bacteriocin research
    • Place of Presentation
      University of Nottingham(Nottingham、イギリス)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-07-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Lantibiotic transporter NukT, ABC transporter maturation and secretion protein2012

    • Author(s)
      Kenji Sonomoto
    • Organizer
      3rd International Symposium on Antimicrobial Peptides
    • Place of Presentation
      Villeneuve d'Ascq (Lille、フランス共和国)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Ring A of nukacin ISK-1 : a lipid II-binding motif for type-A(II) lantibiotic2012

    • Author(s)
      Mohammad Riazul Islam
    • Organizer
      3rd International Symposium on Antimicrobial Peptides
    • Place of Presentation
      Villeneuved'Ascq (Lille、フランス共和国)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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