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LysM型糖質結合モジュールの構造生物学ー植物-微生物間相互作用の制御を目指して

Research Project

Project/Area Number 16J10483
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

北奥 喜仁  近畿大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords糖質結合モジュール / キチナーゼ / キチン / Lysin motif / chitinase / NMR / X-ray crystallography
Outline of Annual Research Achievements

植物-微生物間相互作用において、LysM型糖質結合モジュール(以下、LysM)は、植物と微生物の双方が産生するタンパク質中の構成ドメインとして存在しており、微生物の細胞壁成分、キチンやペプチドグリカンを媒介とした相互作用のインターフェースで機能している。本研究では、植物と微生物がもつLysMの機能を調べることによって、植物-微生物間相互作用の分子基盤を明らかにすることを目的としている。前年度に引き続き、ボルボックス由来のキチナーゼ(VcChi)がもつLysMを大腸菌発現系で発現させ、LysMがタンデム構造をとることによるリガンド結合への影響を調べた。リガンドとして、微生物の細胞壁成分に類似した構造をもち、さらに詳細な性質が明らかにされているキチンオリゴ糖を用いて実験を行った。その結果、キチンオリゴ糖に対する結合力は、タンデム構造を形成することで、低下することがわかった。このことから、VcChiは長鎖の基質の分解を触媒する酵素であることが示唆された。
2つのLysMをもつ真菌由来のエフェクタータンパク質の発現系を構築することとした。幾つかのタグタンパク質を付加した状態で発現条件を検討したところ、チオレドキシンタグを付加した目的タンパク質の大腸菌での発現を確認した。糖鎖修飾が安定性に影響するとの報告を考慮し、リガンド存在下で精製することで、単一のタンパク質を調製することができた。今後、このタンパク質を用いて、構造と機能の解析を行い、植物キチナーゼがもつLysMと比較検討する予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Chitin oligosaccharide binding to the lysin motif of a novel type of chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri2017

    • Author(s)
      Kitaoku, Y., Fukamizo, T., Numata, T. and Ohnuma, T.
    • Journal Title

      Plant Mol. Biol.

      Volume: 93 Issue: 1-2 Pages: 97-108

    • DOI

      10.1007/s11103-016-0549-5

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism of chitosan recognition by CBM32 carbohydrate-binding modules from a Paenibacillus sp. IK-5 chitosanase/glucanase2016

    • Author(s)
      Shinya, S., Nishimura, S., Kitaoku, Y., Numata, T., Kimoto, H., Kusaoke, H., Ohnuma, T. and Fukamizo, T.
    • Journal Title

      Biochem J.

      Volume: 473 Issue: 8 Pages: 1085-1095

    • DOI

      10.1042/bcj20160045

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ボルボックスキチナーゼがもつ2つのLysMドメインの構造と機能2017

    • Author(s)
      北奥喜仁, 西村重徳, 廣野武, 深溝慶, 大沼貴之
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NMR solution structures and chitin binding abilities of LysM domains from Volvox carteri2017

    • Author(s)
      Yoshihito Kitaoku, Shigenori Nishimura, Takeru Hirono, Tamo Fukamizo, Takayuki Ohnuma
    • Organizer
      9 th Kyoto international Forum for Environment and Energy
    • Place of Presentation
      同志社大学今出川キャンパス良心館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure and chitin binding ability of LysMs derived from a green alga, Volvox carteri2017

    • Author(s)
      Yoshihito Kitaoku, Shigenori Nishimura, Takeru Hirono, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo, Takayuki Ohnuma
    • Organizer
      1st Annual BioCat Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] キトサン分解産物の構造に基づく藻類由来GH18キチナーゼの基質認識機構の解析2016

    • Author(s)
      北奥喜仁,Feng Yiming, 平良東紀,大沼貴之,深溝慶,V&rum Kjell Morten
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成28年度大会
    • Place of Presentation
      学校法人福山大学宮地茂記念館(広島県福山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルボックスキチナーゼに存在するLysMタンデムのキチン結合様式2016

    • Author(s)
      北奥 喜仁, 沼田 倫征, 深溝 慶, 大沼 貴之
    • Organizer
      第30回キチン・キトサン学会大会
    • Place of Presentation
      ウエスタ川越(埼玉県川越市)
    • Year and Date
      2016-08-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物キチナーゼに存在するLysMドメインの構造と糖結合特性2016

    • Author(s)
      北奥 喜仁, 沼田 倫征, 平良 東紀, 深溝 慶, 大沼 貴之
    • Organizer
      第17回関西グライコサイエンスフォーラム
    • Place of Presentation
      大阪市立大学学術情報総合センター10階 大会議室(大阪府大阪市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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