ほ乳類・鳥類の酸性キチナーゼ （Ｃｈｉａ） における機能特性と食性に関する研究
| Project/Area Number |
18J23382
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Applied biochemistry
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
田畑 絵理 工学院大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 酸性キチナーゼ / Chia / キチン / 食性 / 家畜飼料 / 昆虫食 / 家畜 / 飼料 / 進化 / 非ヒト霊長類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
キチンは、N -アセチル-D-グルコサミンの重合体で、昆虫、甲殻類、真菌類などの多様な生物の主要な構成成分である。昆虫などのキチン含有生物の家畜の飼料化が提案されているが、キチンの難消化性への懸念から、実用化には至っていない。これまでに、酸性キチナーゼ（Chia）が、雑食性動物の胃で大量に発現し、胃と腸の条件でキチンを分解すること、また、肉食性、草食性動物における Chia のキチン分解性の低下を明らかにした。太古のほ乳類祖先は、小型で食虫性であったが、恐竜の絶滅後、ほ乳類の食性は多様化したと考えられている。そこで、本研究では食性の変化に伴う Chia の変化を明らかにすることを目指した。
本年度は、肉食性動物の Chia のキチナーゼ活性の活性低下の原因解明とその分子進化の解明に取り組んだ。イヌ（肉食性動物）の Chia のキチナーゼ活性低下原因の解明のため、活性の高いマウス（雑食性動物）の Chia との間でキメラ体やさまざまな変異体を作製、解析した。その結果、イヌ Chia の不活性化に関与する 2 アミノ酸を特定した。さらに、主に肉食性動物が属している、食肉目 40 種の動物のChia遺伝子を塩基配列レベルで解析した。その結果、イヌで同定した 2 アミノ酸は、イヌ科でのみ特異的に保存され、他の大多数の肉食性動物の Chia は偽遺伝子化していた。イヌ科以外の食肉目動物で、完全長 Chia を保持していたのは、現代でも昆虫を食餌とするミーアキャットとスカンクのみであった。さらに、ミーアキャット、スカンク Chia は、イヌよりも高いキチナーゼ活性を発現した。以上の結果から、食虫性の祖先から進化した現代の肉食性動物が、キチンを含まない食餌に適応したことで、Chia の構造と酵素活性に大きな変化を生じたことを明らかにした（Tabata et al., 論文投稿中）。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Acidic chitinase-chitin complex is dissociated in a competitive manner by acetic acid: purification of natural enzyme for supplementation purposes2018
Author(s)
Tabata, E., Kashimura, A., Wakita, S., Sakaguchi, M., Sugahara, Y., Imamura, Y., Shimizu, H., Matoska, V., Bauer, P. O. and Oyama, F.
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Journal Title
Int. J. Mol. Sci.
Volume: 19
Issue: 2
Pages: 362-362
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Chitin digestibility is dependent on feeding behaviors, which determine acidic chitinase mRNA levels in mammalian and poultry stomachs2018
Author(s)
Tabata, E., Kashimura, A., Kikuchi, A., Masuda, H., Miyahara, R., Hiruma, Y., Wakita, S., Ohno, M., Sakaguchi, M., Sugahara, Y., Matoska, V., Bauer, P. O. and Oyama, F.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 8
Issue: 1
Pages: 1461-1461
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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