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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Enzymological characterization of novel L-amino acid dehydrogenase for development of high specific agrochemicals

Research Project

Project/Area Number 16K18689
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

米田 一成  東海大学, 農学部, 准教授 (00469397)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
KeywordsL-スレオニン酸脱水素酵素 / 酵素化学 / 結晶構造解析 / 植物疫病菌
Outline of Annual Research Achievements

植物疫病菌はトマト及びジャガイモに感染し葉に暗褐色の病斑を作るだけでなく、果実を腐敗させる感染症であり、近年発生が増加している植物病害の1つである。また、疫病菌は防除が難しく、作柄に大きく影響する病害として恐れられている。現在使用できる農薬は限られており、人体への影響や環境汚染の問題からも、疫病菌に特異性の高い選択性農薬の開発が急務となっている。本研究では植物疫病菌のL-スレオニン代謝に重要な役割をする「L-スレオニン脱水素酵素 (ThrDH)」に着目している。植物疫病菌から見出された新規なタイプのThrDHを特異的に阻害する新しい農薬開発の基礎を築くことを目的として計画した。
植物疫病菌Phytophthora infestansからL-スレオニン脱水素酵素(ThrDH; PITG_05140)ホモログ遺伝子の同定を行った。発現用ベクターにクローニングを行った後、大腸菌BL21codon plus (DE3)RIPLを用いIPTGによる遺伝子の発現を行った。遺伝子発現産物はTalonコバルトアフィニティーカラムで精製を行い、NAD依存性ThrDH活性を有す事を明らかにした。SDS-PAGEで単一にまで精製した結果、酵素のサブユニット分子量は55 kDaでありアミノ酸配列から予測される分子量と一致した。また、N末端アミノ酸配列解析の結果はSDKIIHLTDDであり、予測されるアミノ酸配列と一致した。チオレドキシンタグ切断後の酵素はL-スレオニン、DL-3-ヒドロキシノルバリンのみを基質とし、L-システイン、N-アセチルグリシンが阻害剤になることを明らかにした。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Crystal structure of the NADP+ and tartrate-bound complex of L-serine 3-dehydrogenase from the hyperthermophilic archaeon Pyrobaculum calidifontis.2018

    • Author(s)
      Yoneda K, Sakuraba H, Araki T, Ohshima T.
    • Journal Title

      Extremophiles

      Volume: 22 Pages: 395-405

    • DOI

      10.1007/s00792-018-1004-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gene cloning and preliminary enzymological characterization of a gene homologous to NAD+-dependent L-aspartate dehydrogenase.2018

    • Author(s)
      Yoneda K, Araki T.
    • Journal Title

      Proceedings of School of Agriculture Tokai University.

      Volume: 37 Pages: 9-15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of the novel amino-acid racemase isoleucine 2-epimerase from Lactobacillus buchneri.2017

    • Author(s)
      Hayashi J, Mutaguchi Y, Minemura Y, Nakagawa N, Yoneda K, Ohmori T, Ohshima T, Sakuraba H.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr D Struct Biol.

      Volume: 73 Pages: 428-437

    • DOI

      10.1107/S2059798317005332

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure based engineering of an artificially generated NADP+-dependent d-amino acid dehydrogenase.2017

    • Author(s)
      Hayashi J, Seto T, Akita H, Watanabe M, Hoshino T, Yoneda K, Ohshima T, Sakuraba H.
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 83 Pages: e00491-17

    • DOI

      10.1128/AEM.00491-17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Amino Acid Sequence of a Copper/Zinc-Superoxide Dismutase from Ginger Rhizome.2017

    • Author(s)
      Nishiyama Y, Fukamizo T, Yoneda K, Araki T.
    • Journal Title

      Protein J.

      Volume: 36 Pages: 98-107

    • DOI

      10.1007/s10930-017-9700-7

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物疫病菌由来NAD(P)+依存性L-スレオニン脱水素酵素の機能・構造解析2018

    • Author(s)
      米田 一成、櫻庭 春彦、荒木 朋洋、大島 敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] Geobacillus kaustophilus由来ジアミノピメリン酸脱炭酸酵素の機能解析2018

    • Author(s)
      大森 勇門、張 世文、米田 一成、大島 敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] 超好熱アーキア由来FAD依存性L-プロリン脱水素酵素の構造解析2018

    • Author(s)
      大志田 達也、冨家 英嗣、川上 竜巳、里村 武範、米田 一成、大島 敏久、櫻庭 春彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [Presentation] ニワトリリゾチームおよびハマグリリゾチームの構造と機能に関する研究2017

    • Author(s)
      冨所 修平、米田 一成、荒木 朋洋
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Presentation] 超好熱性細菌Thermotoga maritima由来アスパラギン酸キナーゼ/ホモセリンデヒドロゲナーゼ融合酵素(AK/HseDH)の分子特性2017

    • Author(s)
      古場 康平、林 順司、大志田 達也、安部 展洋、米田 一成、大島 敏久、櫻庭 春彦
    • Organizer
      日本農芸化学会 関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会
  • [Presentation] 超好熱アーキアPyrobaculum calidifontis由来グリセロール 1-リン酸脱水素酵素に見出した新規補酵素結合様式2017

    • Author(s)
      林 順司、山本 香李、米田 一成、大島 敏久、櫻庭 春彦
    • Organizer
      日本農芸化学会 関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会
  • [Presentation] 植物疫病菌由来NAD依存性L-スレオニン脱水素酵素の機能解析2017

    • Author(s)
      米田 一成、三神 卓也、櫻庭 春彦、荒木 朋洋、大島 敏久
    • Organizer
      日本農芸化学会 関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会
  • [Presentation] ニワトリ脂肪肝由来NAD(P)H依存性カルボニル還元酵素の機能改変2017

    • Author(s)
      米田 一成、福田 雄大、櫻庭 春彦、荒木 朋洋、大島 敏久
    • Organizer
      日本ビタミン学会第69回大会
  • [Presentation] 新規分岐鎖アミノ酸ラセマーゼ、イソロイシン2-エピメラーゼの構造解析2017

    • Author(s)
      林 順司、峰村 結芽、牟田口 祐太、米田 一成、大森 勇門、大島 敏久、櫻庭 春彦
    • Organizer
      日本ビタミン学会第69回大会
  • [Remarks] 東海大学 農学部 バイオサイエンス学科 生物化学研究室 ホームページ

    • URL

      http://www2.kuma.u-tokai.ac.jp/~nougaku/Bio/yoneda/yoneda.htm

  • [Remarks] 東海大学 農学部 バイオサイエンス学科 ホームページ

    • URL

      http://www2.kuma.u-tokai.ac.jp/~nougaku/Bio/biosci.htm

  • [Remarks] 東海大学紀要 農学部 ホームページ

    • URL

      http://www2.kuma.u-tokai.ac.jp/kiyounougaku/

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Published: 2018-12-17  

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