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Elucidation of structure-function relationship of antimicrobial peptides from the coral Acropora digitifera

Research Project

Project/Area Number 21K05768
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40040:Aquatic life science-related
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

OKAI Masahiko  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00596562)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高木 俊幸  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00814526)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsサンゴ / 抗菌ペプチド / 抗菌作用 / 立体構造 / 立体構造解析
Outline of Research at the Start

サンゴを含む無脊椎動物には病原細菌から身を守るための自然免疫機構が備えられており、病原細菌を認識後、シグナル伝達を介して抗菌ペプチド(Antimicrobial peptide; AMP)を生産することが知られているものの、サンゴにおいてはAMPの存在や種類が特定されておらず、免疫機構は不明なままである。本研究ではこれらのAMPの立体構造解析と膜作用機序解析を行い、免疫機構の分子メカニズムを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

We discovered two antimicrobial peptides from the coral Acropora digitifera. AMP0027 exhibited the highest antimicrobial activity against a gram-positive bacterium Bacillus subtilis. As a result of direct observation of AMP0027-treated B. subtilis using scanning electron microscopy (SEM), large dimples formed on cell surfaces of B. subtilis. A structural prediction showed that thw two antimicrobial peptides can be divided into potentially neutral and positive regions, respectively. They are predicted to interact with the core and surface of bacterial cell membranes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コユビミドリイシサンゴAcropora digitiferaのゲノムから推定して得た2つの抗菌ペプチド(AMP)は、これまで知られているAMPと一次構造の相同性がなく、サンゴ独自のAMP遺伝子であることが示唆され、新たなAMPファミリーの提案につながるというのが学術的意義である。サンゴや貝類など海産無脊椎動物の病原菌、魚類等の養殖業における病原性細菌や水産加工分野における新たな抗菌治療薬として期待できるのが社会的意義である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Primary Structure and Conformation of a Tetrodotoxin-Binding Protein in the Hemolymph of Non-Toxic Shore Crab Hemigrapsus sanguineus2023

    • Author(s)
      Nagashima Yuji、Fujimoto Kenta、Okai Masahiko、Kitani Yoichiro、Yoshinaga-Kiriake Aya、Ishizaki Shoichiro
    • Journal Title

      Journal of Marine Science and Engineering

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 181-181

    • DOI

      10.3390/jmse11010181

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Heterologous expression and functional characterization of cysteamine dioxygenase from the deep-sea mussel Bathymodiolus septemdierum2023

    • Author(s)
      Yoda Kotaro、Takagi Toshiyuki、Koito Tomoko、Okai Masahiko、Makita Hiroko、Mitsunobu Satoshi、Yoshida Takao、Inoue Koji
    • Journal Title

      Fisheries Science

      Volume: 89 Issue: 3 Pages: 387-397

    • DOI

      10.1007/s12562-023-01674-w

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Acropora digitifera由来抗菌ペプチドDigitiferinの作用機序予測2023

    • Author(s)
      青山 華子,岡井 公彦,小川 展弘,福丸 璃子, 石田 真巳, 井上 広滋,高木 俊幸
    • Organizer
      日本サンゴ礁学会 第26回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] サンゴ由来抗菌ペプチドの発見とVibrio属細菌に対する抗菌活性評価2023

    • Author(s)
      青山 華子、岡井 公彦、小川 展弘、福丸 璃子、石田 真巳、井上 広滋、高木 俊幸
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第36回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] コユビミドリイシに由来する新規抗菌ペプチドの機能解析2022

    • Author(s)
      青山華子, 高木俊幸, 福丸璃子, 岡井公彦, 井上広滋
    • Organizer
      東京大学生命科学ネットワーク
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Vibrio属細菌に対するコユビミドリイシ抗菌ペプチドの活性評価2022

    • Author(s)
      青山華子, 高木俊幸, 福丸璃子, 岡井公彦, 井上広滋
    • Organizer
      日本サンゴ礁学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] コユビミドリイシ由来の新規抗菌ペプチドの発見と異種発現系を用いた抗菌スペクトル評価2022

    • Author(s)
      青山華子, 高木俊幸, 福丸璃子, 岡井公彦, 井上広滋
    • Organizer
      マリンバイオテクノロジー学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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