2022 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular analysis of mirror-arabinan present in cell wall polysaccharides of Mycobacteria and its degrading enzymes
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19H00929
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伏信 進矢 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00302589)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 清貴 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (20381189)
石渡 明弘 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (70342748)
隅田 泰生 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (70179282)
新地 浩之 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (70770155)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖質関連酵素 / 結核菌 / アラビノース / 阻害剤 / 可視化ツール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鏡像体アラビナン分解酵素のうち、2種類のEndo型酵素(EndoMA1, EndoMA2)と2種類のExo型酵素(ExoMA1, ExoMA2)の機能解析と構造解析を進めた。さらに、EndoMA1の結晶構造で発見した新規CBMの金属ナノ粒子(GNP)を用いた解析を進めた。 EndoMA1とEndoMA2の基質特異性解析を合成基質を用いて行った。EndoMA1の新規CBMのGNP解析では、22-30糖のD-アラビナン(D-Ara22-30)、９糖の直鎖オリゴ糖(A9L)、７糖のβ結合を有する分岐オリゴ糖(A7BβT)、５糖の直鎖オリゴ糖(L-Ara5)を固定化したDNPに対し、野生型酵素、活性中心変異体(D51N, D33N)、新規CBM結合部位変異体(F379A, W468A)、新規CBMを欠失したコンストラクト(C-del)などを用いて凝集反応を調べた。その結果、凝集には二量体の形成が重要なこと、9糖以上のD-アラビナンオリゴ糖であれば凝集が起こること、新規CBMの欠失および変異体では結合が弱くなることなどが明らかとなった。ExoMA1ではクライオ電子顕微鏡解析による立体構造決定に成功した(分解能2.29オングストローム)。ExoMA2ではD557N, D557A, E431Q, E431Aの合計4種の変異体の機能解析を行い、阻害剤プローブであるDNP 2F-β-D-Arafによる阻害定数を決定した。さらに、ExoMA2の二糖Araf-β1,2-Arafおよび七糖A7BβTとの複合体の構造決定に成功し、サブサイト+1以降の基質認識機構を明らかにした。一方、本研究で使用した基質、リガンドおよび阻害剤プローブの立体選択的糖鎖合成の開発検討を行い、大量に合成して実験に用いた。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A bacterial sulfoglycosidase highlights mucin O-glycan breakdown in the gut ecosystem2023
Author(s)
T. Katoh, C. Yamada, W.D. Wallace, A. Yoshida, A. Gotoh, M. Arai, T. Maeshibu, T. Kashima, A. Hagenbeek, M.N. Ojima, H. Takada, M. Sakanaka, H. Shimizu, K. Nishiyama, H. Ashida, J. Hirose, M. Suarez-Diez, M. Nishiyama, I. Kimura, K.A. Stubbs, S. Fushinobu, T. Katayama
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Journal Title
Nature Chemical Biology
Volume: 19
Pages: 778～789
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification and characterization of endo-α-, exo-α-, and exo-β-d-arabinofuranosidases degrading lipoarabinomannan and arabinogalactan of mycobacteria2023
Author(s)
M. Shimokawa, A. Ishiwata, T. Kashima, C. Nakashima, J. Li, R. Fukushima, N. Sawai, M. Nakamori, Y. Tanaka, A. Kudo, S. Morikami, N. Iwanaga, G. Akai, N. Shimizu, T. Arakawa, C. Yamada, K. Kitahara, K. Tanaka, Y. Ito, S. Fushinobu, K. Fujita
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 14
Pages: 5803
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Synthesis of inhibitor probes against GH116 D-arabinofuranosidase2023
Author(s)
Ishiwata, A.; Fujita, K.; Fukushima, R.; Fushinobu, S.; Tanaka, K.; Ito, Y.
Organizer
21st European Carbohydrate Symposium, Paris, France, 2023, 07. 9-13.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesis and Structural Analysis of D-Arabinan Fragment Probes as the Binding Motif for Mycobacterial Arabinan Degrading Enzymes2023
Author(s)
Ishiwata, A.; Fujita, K.; Kashima, T.; Li, J.; Iwanaga, N.; Fushinobu, S.; Tanaka, K.; Ito, Y.
Organizer
26th International Glycoconjugate Symposium, Taipei, Taiwan, 2023, 08. 27-09. 01.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesis and structural analysis of D-fructofuranosylated compounds for the analysis of GH172 difructose dianhydride I synthase/hydrolase2022
Author(s)
Ishiwata, A.; Kashima, T.; Kaieda. M.; Tanaka, K.; Fujita, K.; Fushinobu, S.; Ito, Y.
Organizer
30th International Carbohydrate Symposium, online, Brazil, 2022, 7. 10-15.
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