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Molecular mechanism of fungal bio-surfactant protein hydrophobin involving in biological functions of filamentous fungi at interfaces

Research Project

Project/Area Number 17H03787
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Abe Keietsu  東北大学, 農学研究科, 教授 (50312624)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藪 浩  東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (40396255)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords糸状菌 / 界面活性タンパク質 / 自己組織化 / 応用微生物学 / 微生物機能 / 界面活性
Outline of Final Research Achievements

Hydrophobins are secreted amphipathic proteins ubiquitous among filamentous fungi. Hydrophobin RolA produced by Aspergillus oryzae attaches to solid surfaces, recruits esterase CutL1, and promotes hydrolysis of polyesters. Using a quartz crystal microbalance (QCM), we analyzed the kinetic properties of RolA adsorption to the surfaces of QCM electrodes chemically modified. We observed the assembled RolA structures on the surfaces by atomic force microscopy (AFM). The RolA-surface interaction was affected by the zeta potential of RolA. Adsorption of RolA to surfaces depended on its hydrophobic interaction with the surfaces. The kinetics of RolA adsorption and the structures formed depended on the amount of RolA, surface properties, and the pH of the buffer. Using the Langmuir-Blodgett method, we also analyzed the process by which RolA forms a self-assembled structure at the air-water interface and observed the structures on the hydrophobic or hydrophilic SiO2 substrates via AFM.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では従来の微生物学的および生化学的手法に加え、新たに界面化学的手法を導入して、様々な化学構造を有する固体表面を作製してHydrophobin (HP)と固体表面との相互作用とその後のHP自己組織化構造形成過程を可視化・定量化(動力学的)した。また固体高分子分解酵素のHP自己組織化構造への吸着過程の可視化にも成功した。これら研究は、申請者らが独自に開拓した研究領域の知見に基づき発展させたものであり独創的である。本成果は、糸状菌の感染や高分子分解の分子機構の理解に貢献するのみならず、感染防除やバイオマス分解、HPの免疫ステルス素材としての利用を目指す生物模倣技術への発展も期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Analysis of the self-assembly process of Aspergillus oryzae hydrophobin RolA by Langmuir?Blodgett method2019

    • Author(s)
      Terauchi Yuki、Tanaka Takumi、Mitsuishi Masaya、Yabu Hiroshi、Yoshimi Akira、Nantani Kei、Abe Keietsu
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Issue: 4 Pages: 678-685

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1706443

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Asp30 of Aspergillus oryzae cutinase CutL1 is involved in the ionic interaction with fungal hydrophobin RolA.2017

    • Author(s)
      84.Terauchi Y., Kim Y-K.., Tanaka T., Nanatani K., Takahashi T., and K. Abe*
    • Journal Title

      Biosci. Biotech. Biochem.

      Volume: 81 Issue: 7 Pages: 1363-1368

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1321952

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 麹菌界面活性蛋白質ハイドロフォビン RolA の自己組織化構造形成過程の可視化・解析2020

    • Author(s)
      寺内裕貴、齋藤有美、田中拓未、三ツ石方也、藪浩、吉見 、七谷圭、阿部敬悦
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会、(九州大学, 福岡)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Importance of the N-terminal region of the Aspergillus oryzae hydrophobin RolA in the ionic interaction with cutinase CutL1.2019

    • Author(s)
      Sato H., Tanaka T., Terauchi Y., Nanatani K., Yoshimi A., and K. Abe
    • Organizer
      30th Fungal Genetics Conference (Asilomar Conference Center, Asilomar, USA)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 麹菌hydrophobin RolA-cutinase CutL1間の相互作用における親和性はN末端側配列に依存する2019

    • Author(s)
      佐藤一, 田中拓未, 寺内裕貴, 七谷圭, 吉見啓, 阿部敬悦
    • Organizer
      日本農芸化学会 2019 年度大会 (東京農業大学, 東京)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌由来hydrophobin RolA- Cutinase CutL1間の相互作用におけるCutL1側の新たな相互作用部位の探索2019

    • Author(s)
      金允卿, 寺内裕貴, 田中拓未, 吉見啓, 阿部敬悦
    • Organizer
      第71回(2019年)日本生物工学会大会 (岡山大学津島キャンパス, 岡山)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌界面活性蛋白質ハイドロフォビン RolA の自己組織化機構の解析2019

    • Author(s)
      寺内裕貴, 田中拓未, 三ツ石方也, 藪浩, 吉見啓, 阿部 敬悦
    • Organizer
      第71回(2019年)日本生物工学会大会 (岡山大学津島キャンパス, 岡山)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌界面活性蛋白質ハイドロフォビン RolA の自己組織化膜の可視化・解析2019

    • Author(s)
      寺内裕貴, 田中拓未, 三ツ石方也, 藪浩, 吉見啓, 阿部 敬悦
    • Organizer
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス, (北海道大学クラーク会館, 札幌)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌由来界面活性タンパク質 hydrophobin RolA の液中における単量体 ・多量体の性質と挙動2018

    • Author(s)
      大沢千晶、田中拓未、七谷圭、吉見啓、阿部敬悦
    • Organizer
      日本農芸化学会 2018 年度大会
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      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌界面活性タンパク質 RolA の固体表面2018

    • Author(s)
      寺内裕貴、永山恵美、田中拓未、田邊弘毅、高橋徹、藪浩、有田稔彦、樋口剛志、阿部敬悦
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌hydrophobin RolA-cutinase CutL1間の相互作用におけるRolA N末端側領域の寄与2018

    • Author(s)
      佐藤一、田中拓未、寺内裕貴、高橋徹、七谷圭、吉見啓、阿部敬悦
    • Organizer
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌由来界面活性タンパク質 hydrophobin RolA の液中における性質と挙動2018

    • Author(s)
      西沢知華、大沢千晶、田中拓未、七谷圭, 阿部敬悦
    • Organizer
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌hydrophobin RolA - cutinase CutL1間の相互作用におけるRolA N末端側領域の寄与の解析2018

    • Author(s)
      佐藤一、田中拓未。寺内裕貴、高橋徹、七谷圭、吉見啓、阿部敬悦
    • Organizer
      2018年度日本生物工学会北日本支部秋田シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Asp30 and Asp73 of Aspergillus oryzae cutinase CutL1 are involved in the ionic interaction with fungal hydrophobin RolA.2018

    • Author(s)
      Terauchi Y., Yoon-Kyung K., Tanaka T., Nanatani K., Yoshimi A., Takahashi T., K. Abe
    • Organizer
      14th European Conference on Fungal Genetics
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Asp30 and Asp73 of Aspergillus oryzae cutinase CutL1 are involved in the ionic interaction with fungal hydrophobin RolA.2018

    • Author(s)
      Terauchi Y., Yoon-Kyung K., Tanaka T., Nanatani K., Yoshimi A., Takahashi T., K. Abe
    • Organizer
      14th European Conference on Fungal Genetics,
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 生分解性プラスチックの分解に関するエステラーゼと界面活性足場タンパク質の協同による分解促進機構2017

    • Author(s)
      阿部敬悦
    • Organizer
      2017年度日本生物工学会北日本支部シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 麹菌界面活性タンパク質hydrophobin RolA と cutinase CutL1 間の相互作用に関与する CutL1 側新奇相互作用部位D302017

    • Author(s)
      寺内裕貴、金允卿、田中拓未、七谷圭、吉見啓、高橋徹、阿部敬悦
    • Organizer
      2017年度日本生物工学会北日本支部シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Book] バイオテクノロジーシリーズ「酵母菌・麹菌・乳酸菌の産業応用展開」2018

    • Author(s)
      田中拓末、中島春紫、阿部敬悦*
    • Total Pages
      420
    • Publisher
      CMC出版
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 東北大学農学研究科応用微生物学研究室HP

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/microbio/index-j.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 応用微生物学分野研究室

    • URL

      http://www.agri.tohoku.ac.jp/microbio/index-j.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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