2002 Fiscal Year Annual Research Report

細菌キチナーゼの立体構造と結晶性キチン分解メカニズム

Research Project

Project/Area Number	14560059
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	渡邉剛志新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)
Keywords	キチナーゼ / Bacillus circulans / Serratia marcescens / 結晶性キチン分解
Research Abstract	キチンは結晶性で強固な不溶性多糖であり、結晶性キチン分解メカニズムの解明はキチナーゼにとってきわめて本質的な課題である。我々はBacillus circulans WL-12のキチナーゼA1とSerratia marcescensのキチナーゼAをモデルとして、この課題に取り組んでいる。この2つのキチナーゼは非常によく似た活性ドメインを持つが、活性ドメイン以外のドメインは全く異なっている。キチナーゼA1は活性ドメイン、2つのFnIIIドメイン、キチン吸着ドメインの3種類4つのドメインから構成され,一方キチナーゼAは活性ドメインとN-末端ドメインから構成されている。これまでに、これらのキチナーゼの活性ドメイン表面に露出した2つの芳香族アミノ酸残基が結晶性キチン分解に必須であることを明らかにし、細菌キチナーゼによる結晶性キチン分解メカニズムのモデルを提案した。今年度は1)の活性クレフト内部の芳香族アミノ酸残基の結晶性キチン分解への寄与。2)酵素系としの結晶性キチン分解メカニズムの解明を目的として実験を行った。1)の目的のために、キチナーゼA1の活性クレフト内部の芳香族アミノ酸残基をAlaやPheに置換し、性質の変化を解析した。その結果、サブサイト-3,-5位の2つのTrp残基は結晶性キチン分解にのみ必須であること,+1,+2のTrp残基は結晶性キチン分解だけでなく水溶性基質の分解にも寄与することなどを明らかにし、クレフト内の芳香族アミノ酸残基が結晶性キチン分解に非常に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2)の目的のために、S.marcescensのキチナーゼAとBの分解方向性や結晶性キチン分解特性、キチナーゼB表面の芳香族アミノ酸残基の機能を解析した。その結果、キチナーゼAとBは分解方向性が逆でありながら、互いによく似た分解機構によって、相乗的にキチン分解を行うことを示すことが出来た。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Yoshikane Ito, et al.: "Family 19 chitinase of Streptomyces griseus HUT6037 enhances plant resistance to the fungal disease"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67(4)(印刷予定). (2003)
[Publications] Chiye Sasaki, et al.: "Comparative study of the reaction mechanism of family 18 chitinases from plants and microbes"J. Biochem.(Tokyo). 131(4). 557-564 (2002)
[Publications] Kazushi Suzuki, et al.: "Chitinases A, B, and C1 from Serratia marcescens 2170 : enzymatic properties and synergism on chitin degradation"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66(5). 1075-1083 (2002)
[Publications] Yoshikane Itoh, et al.: "Functional analysis of thechitin-binding domain of a bacterial family 19 chitinase : binding affinity and cis-dominant enhancement of the antifungal function"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66(5). 1084-1092 (2002)
[Publications] Tomoya Imai, et al.: "Directional degradation of β-chitin by chitinase A1 revealed by a novel reducing end labelling technique"FEBS Lett.. 510(3). 201-205 (2002)
[Publications] Jun-Goo Jee, et al.: "Solution structure of the fibronectin type III domain from Bacillus circulans WL-12 Chitinase A1"J. Biol. Chem.. 277(2). 1388-1397 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

細菌キチナーゼの立体構造と結晶性キチン分解メカニズム

Principal Investigator

渡邉 剛志 新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)

Research Products

[Publications] Yoshikane Ito, et al.: "Family 19 chitinase of Streptomyces griseus HUT6037 enhances plant resistance to the fungal disease"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67(4)(印刷予定). (2003)

[Publications] Chiye Sasaki, et al.: "Comparative study of the reaction mechanism of family 18 chitinases from plants and microbes"J. Biochem.(Tokyo). 131(4). 557-564 (2002)

[Publications] Kazushi Suzuki, et al.: "Chitinases A, B, and C1 from Serratia marcescens 2170 : enzymatic properties and synergism on chitin degradation"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66(5). 1075-1083 (2002)

[Publications] Yoshikane Itoh, et al.: "Functional analysis of thechitin-binding domain of a bacterial family 19 chitinase : binding affinity and cis-dominant enhancement of the antifungal function"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66(5). 1084-1092 (2002)

[Publications] Tomoya Imai, et al.: "Directional degradation of β-chitin by chitinase A1 revealed by a novel reducing end labelling technique"FEBS Lett.. 510(3). 201-205 (2002)

[Publications] Jun-Goo Jee, et al.: "Solution structure of the fibronectin type III domain from Bacillus circulans WL-12 Chitinase A1"J. Biol. Chem.. 277(2). 1388-1397 (2002)

渡邉剛志新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)