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2011 Fiscal Year Annual Research Report

マベ真珠アラゴナイトナノ結晶配向制御機構の解明とフォトニック機能材料創製への応用

Research Project

Project/Area Number 20350073
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小川 智久  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (80240901)

Keywordsバイオミネラリゼーション / ジャカリン様レクチン / ADPリボシルトランスフェラーゼ / リコンビナント / アラゴナイト結晶 / マトリックスタンパク質
Research Abstract

マベガイ真珠層アラゴナイト形成に関与するマトリックスタンパク質のうち、結晶核形成促進因子26kDaADPリボシルトランスフェラーゼ様タンパク質26P-1(HSC2)および26P-2(HSC3)の大腸菌リコンビナント発現系構築のため、市販のベクター(pET,pGEX)、さらにガレクチン融合タンパク質発現系ベクターをもちいて発現したが、細胞毒性(アルギニン特異的ADPリボシルトランスフェラーゼ活性によるポリペプチド鎖伸張因子への作用)のため、リコンビナントを得ることができなかった。
また、ジャッカリン様レクチンについては、コンジェリンをタグとした融合タンパク質発現系プラスミドを作成した。また、今回結晶化実験において、PPL2Aがアラゴナイト様結晶形成促進作用を示すことがあきらかになった。ジャッカリン様レクチンの立体構造は、4つのβシートからなる部分が3回軸対称(計12のβシート)のβプリズム構造をとるが、PPL2Aも同様の構造をとると推定され、実際にPPL2に存在するジスルフィド結合のCys残基は(他のジャッカリン様レクチンにはない)、立体構造上近い位置に存在する。またジャッカリン様レクチンの3回軸対称のドメインのうち1つは、N末端側βシート2つとC末端側βシート2つからなる。これまでの研究から、PPL2Aは自己組織化により炭酸カルシウム-タンパク質複合体のマトリックスタンパク質として機能することが示されたが、PPL2Aの構造上の特徴から、N末端側βシートとC末端側βシートのドメインスワップにより自己組織化すると推察された。この構造変化に関わるC末端側βシート構造をつなぐループ上に糖鎖結合部位が存在するため、炭酸カルシウムとともに結晶化に与える糖鎖の影響が考えられ調べた。その結果、予想通りPPL2Aの特異糖であるトレハロースが影響し、結晶数を増加させることがわかった。

  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Tracing Protein Evolution through Ancestral Structures of Fish Galectin2011

    • Author(s)
      Ayumu Konno, Atsushi Kitagawa, Mizuki Watanabe, Tomohisa Ogawa, Tsuyoshi Shirai
    • Journal Title

      Structure

      Volume: 19 Pages: 711-721

    • DOI

      doi:10.1016/j.str.2011.02.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purification and partial characterization of ostrich skeletal muscle cathepsin D and its activity during meat maturation2011

    • Author(s)
      Krause, J., Tshidino, S.C., Ogawa, T., Watanabe, Y., Oosthuizen, V., Somai, B., Muramoto, K., Naude, R.J.
    • Journal Title

      Meat Science

      Volume: 87 Pages: 196-201

    • DOI

      doi:10.1016/j.meatsci.2010.10.009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diversified Carbohydrate-binding Lectins from Marine Resources2011

    • Author(s)
      Tomohisa Ogawa, Mizuki Watanabe, Takako Naganuma, Koji Muramoto
    • Journal Title

      Journal of Amino Acids

      Volume: 2011 Pages: 1-20

    • DOI

      doi:10.4061/2011/838914

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マベガイ真珠由来ジャッカリン関連レクチンによるアラゴナイト結晶の制御2011

    • Author(s)
      小川智久, 佐藤紗保, 佐藤理恵, 鹿内之寛, 永沼孝子, 村本光二, 尾定誠, 吉見享祐
    • Organizer
      第5回東北糖鎖研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-12-09
  • [Presentation] タンパク質によるアラゴナイト結晶形成制御:真珠バイオミネラリゼーションから学ぶ2011

    • Author(s)
      小川智久
    • Organizer
      日本化学会東北支部ナノマテリアルコロキウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Reconstraction of ancestral forms and the evolutionary history of fish galectins reveal their rapid adaptive evolution process2011

    • Author(s)
      T. Ogawa, M. Watanabe, A. Konno, K. Muramoto, T. Shirai
    • Organizer
      Interlec24
    • Place of Presentation
      Brisbane, Austaralia
    • Year and Date
      2011-07-28
  • [Presentation] マベガイ由来ジャッカリン関連レクチンの真珠バイオミネラリゼーション機構の解析2011

    • Author(s)
      佐藤紗保, 佐藤理恵, 鹿内之寛, 永沼孝子, 村本光二, 尾定誠, 吉見享祐, 小川智久
    • Organizer
      第30回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      長岡
    • Year and Date
      2011-07-12
  • [Presentation] 真珠の輝きの秘密:タンパク質による真珠アラゴナイト結晶および配向性の制御2011

    • Author(s)
      小川智久
    • Organizer
      応用数学連携フォーラム第20回ワークショップ
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-06-29
  • [Patent(Industrial Property Rights)] マベガイのART26Pと選択的に結合するモノクローナル抗体およびそれを用いた良質真珠を生産するマベガイの選別方法2012

    • Inventor(s)
      小川智久, 小野史織, 永沼孝子
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学
    • Industrial Property Number
      特願2012-048082
    • Filing Date
      2012-03-05

URL: 

Published: 2013-06-26  

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