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2011 Fiscal Year Final Research Report

Molecular mechanism of aragonite crystal formation by proteins from Pteria penguin pearl shell, and its application to the development of functional materials

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 20350073
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

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

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YOSHIMI Kyosuke  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (80230803)
SHIRAI Tsuyoshi  長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (00262890)
Project Period (FY) 2008 – 2011
Keywordsバイオテクノロジー / バイオミネラリゼーション
Research Abstract

Novel 26 kDa ADP rybosyl transferase-like proteins (ARTL26Ps)and Jacalin-related lectins (JRLs)were isolated from the muntle of Pteria penguin pearl shell. To investigate the molecular mechanisms of ARTL26Ps in biomineralization, we achieved in vitro crystal growth experiments using fluorescent-labeled ARTL26P-1 and-2, resulting these two proteins showed the different distribution and functions although their primary sequences were identical except for only 4 amino acids. ARTL26P-2 promoted the nucleation and increased the number of crystals, while ARTL26P-1 regulated the molphologies of CaCO_3 crystals. Thus the ART-like 26 kDa proteins regulate the aragonite crystal formation via nucleation and growth of aragonite crystals in P. penguin nacre shell. On the other hand, JRLs showed the sequence similarities, interestingly they had quite different carbohydrate binding specificities. Furthermore, CaCO3 crystalization in vitro indicated that PPL2A affected on the biomineralization of Pteria penguin with increasing crystals, while PPL3 inhibited the crystalization.

  • Research Products

    (37 results)

All 2012 2011 2010 2009 2008

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (24 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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

    • Author(s)
      T. Ogawa, M. Watanabe, T. Naganuma, K. Muramoto
    • Journal Title

      J. Amino Acids

      Volume: ID838914

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

    • Author(s)
      A. Konno, A. Kitagawa, M. Watanabe, T. Ogawa, T. Shirai
    • Journal Title

      Structure

      Volume: 19(5) Pages: 711-721

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein engineering of conger eel galectins by tracing of molecular evolution using probable ancestral mutants2010

    • Author(s)
      Konno, A., Yonemaru, S., Kitagawa, A., Muramoto, K., Shirai, T. and Ogawa, T.
    • Journal Title

      BMC Evolutionary Biology

      Volume: 10 Pages: 43

    • DOI

      DOI:10.1186/1471-2148-10-43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The function of rhamnose-binding lectin in innate immunity by restricted binding to Gb32009

    • Author(s)
      Watanabe, Y., Tateno, H., Nakamura-Tsuruta, S., Kominami, J., Hirabayashi, J., Nakamura, O., Watanabe, T., Kamiya, H., Naganuma, T., Ogawa, T., Naud, R. J., Muramoto K.
    • Journal Title

      Dev. Comp. Immunol.

      Volume: 33 Pages: 187-197

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mannose-binding lectin from yam (Dioscorea batatas)tubers with insecticidal properties against Helicoverpa armigera (Lepidoptera : Noctuidae)2009

    • Author(s)
      Ohizumi, Y., Gaidamashvili, M., Ohwada, S., Matsuda, K., Kominami, J., Nakamura-Tsuruta, S., Hirabayashi, J., Naganuma, T., Ogawa, T., Muramoto K.
    • Journal Title

      J. Agric. Food Chem.

      Volume: 57(7) Pages: 2896-2902

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of Rhamnose-binding Lectin CSL3 : Unique Pseudo-tetrameric Architecture of a Pattern Recognition Protein2009

    • Author(s)
      Shirai, T., Watanabe, Y., Lee, M.-S., Ogawa, T., Muramoto K.
    • Journal Title

      J. Mol. Biol.

      Volume: 391(2) Pages: 390-403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Irradiation Promotes the Accumulation of Triglyceride2009

    • Author(s)
      Konno A, Suzuki Y, Ogawa T, Taniuchi T.
    • Journal Title

      Lipomyces lipofer. Biosci. Biotech. Biochem

      Volume: 73 Pages: 2474-2477

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of silica gel-immobilized phosphorylcholine columns for size exclusion chromatography and their application in the analysis of the subunit structures of fish-egg lectins2009

    • Author(s)
      Watanabe, Y., Abolhassani, M., Tojo, Y., Suda, Y., Miyazawa, K., Igarashi, Y., Sakuma, K., Ogawa, T., Muramoto K.
    • Journal Title

      J. Chromatography A

      Volume: 1216 (48) Pages: 8563-8566

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel recombinant system for functional expression of my necrotic snake phospholipase A2 in Escherichia coli using a new fusion affinity tag2008

    • Author(s)
      Seto, M., Ogawa, T., Kodama, K., Muramoto, K., Kanayama, Y., Sakai, Y., Chijiwa, T. and Ohno, M.
    • Journal Title

      Protein Expression and Purification

      Volume: 58(2) Pages: 194-202

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] solation and characterization of L-rhamnose-binding lectin, which binds to microsporidian Glugea plecoglossi, from ayu (Plecoglossus altivelis)eggs2008

    • Author(s)
      Watanabe, Y., Shiina, N., Shinozaki, F., Yokoyama, H., Kominami, J., Nakamura-Tsuruta, S., Hirabayashi, J., Sugahara, K., Kamiya, H., Matsubar, H., Ogawa T. and Muramoto K.
    • Journal Title

      Dev. Comp. Immunol.

      Volume: 32 Pages: 487-499

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulating effect of acorn barnacle C-type lectins on the crystallization of calcium carbonate2008

    • Author(s)
      Matsubara, H., Hayashi, T., Ogawa, T., Muramoto, K., Jimbo, M., and Kamiya, H.
    • Journal Title

      Fish. Sci.

      Volume: 74 Pages: 418-424

    • 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] Congerin P is a new type of galectin that modulated carbohydrate binding activity by mannose2011

    • Author(s)
      M. Watanabe, O. Nakamura, K. Muramoto, T. Ogawa
    • 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
    • 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
  • [Presentation] マベガイ由来TIMP様タンパク質は足糸線維構造を形成する2011

    • Author(s)
      佐伯友理・永沼孝子・吉見享祐・村本光二・小川智久
    • Organizer
      フロンティア生命化学研究会シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      東北大学, 仙台
    • Year and Date
      2011-01-07
  • [Presentation] マベガイADPリボシルトランスフェラーゼタンパク質による真珠アラゴナイト形成機構の解析2010

    • Author(s)
      小川智久, 荒川香織, 堀田俊英, 永沼孝子, 村本光二, 渡辺精一, 谷内哲夫, 吉見享佑
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会/第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20101207-10
  • [Presentation] マベ貝(Pteria penguin)足糸由来線維タンパク質の大腸菌による発現と機能解析2010

    • Author(s)
      佐伯友理, 永沼孝子, 吉見享祐, 村本光二, 小川智久
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会/第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20101207-10
  • [Presentation] タンパク質による真珠バイオミネラリゼーション制御の分子メカニズム2010

    • Author(s)
      小川智久、荒川香織、堀田英俊, 永沼孝子、村本光二、渡辺精一, 白石孝信, 尾定誠, 谷内哲夫, 吉見享佑
    • Organizer
      平成22年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      岩手大学工学部
    • Year and Date
      20100925-26
  • [Presentation] 2種のADPリボシルトランスフェラーゼ様タンパク質によるマベガイ真珠アラゴナイト形成制御の分子機構2010

    • Author(s)
      小川智久、荒川香織、堀田英俊, 永沼孝子、村本光二、渡辺精一, 白石孝信, 尾定誠, 谷内哲夫, 吉見享佑
    • Organizer
      第5回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学農学部
    • Year and Date
      2010-11-06
  • [Presentation] マベガイ真珠タンパク質によるアラゴナイト結晶形成の解析2010

    • Author(s)
      堀田俊英、荒川香織、佐伯友理、永沼孝子、村本光二、谷内哲夫、吉見享佑、小川智久
    • Organizer
      日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
    • Place of Presentation
      東北大学農学部
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] A novel recombinant system for efficient expression of unstable proteins using a new fusion affinity tag and high-perfomance cleaving enzyme2010

    • Author(s)
      T. Ogawa
    • Organizer
      第3回タンパク質. ペプチド会議
    • Place of Presentation
      中国, Bekijing International Convention Center
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] タンパク質による結晶形成制御と新マテリアル創製への挑戦:真珠バイオミネラリゼーションから学ぶ2009

    • Author(s)
      小川智久
    • Organizer
      メタマテリアルサイエンス創生シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田大学工学資源学部
    • Year and Date
      20090717-18
  • [Presentation] マベガイ真珠バイオミネラリゼーションに関わるADPリボシルトランスフェラーゼの機能2009

    • Author(s)
      小川智久, 荒川香織, 永沼孝子, 吉見享祐, 渡辺精一, 白石孝信, 谷内哲夫, 村本光二, 尾定誠
    • Organizer
      第4回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学農学部弥生講堂
    • Year and Date
      2009-12-13
  • [Presentation] 魚類卵由来ラムノース結合特異性レクチン(RBL)のX線構造解析による高次構造の解明2009

    • Author(s)
      白井剛、小川智久、渡邉康春、李變敏、村本光二
    • Organizer
      第3回東北糖鎖研究会
    • Place of Presentation
      長岡技術科学大学
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] マベガイ真珠バイオミネラリゼーションに関わるADPリボシルトランスフェラーゼの構造と機能2009

    • Author(s)
      小川智久, 荒川香織, 永沼孝子, 谷内哲夫, 村本光二, 尾定誠, 吉見享祐
    • Organizer
      第82回日本生化学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2009-10-24
  • [Presentation] ADP ribosyl transferases regulate the aragonite crystal orientation and formation in the biomineralization of Pteria penguin pearl shell2009

    • Author(s)
      T. Ogawa, K. Arakawa, T. Naganuma, K. Yoshimi, K. Muramoto
    • Organizer
      第2回スイス-日本生命化学シンポジウム(2nd SJBCS 2009)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] MMP-and TIMP-like Proteins Regulate the Fibril Formation of Pteria Penguin Byssus as Matrix Proteins2009

    • Author(s)
      Y. Saeki, Y. Shikanai, K. Arakawa, T. Naganuma, K. Yoshimi, K. Muramoto, T. Ogawa
    • Organizer
      第2回スイス-日本生命化学シンポジウム(2nd SJBCS 2009)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] マベ真珠アラゴナイト結晶配向性に関わる新規26kDaタンパク質の構造と機能2009

    • Author(s)
      荒川香織, 永沼孝子, 鹿内之寛, 村本光二, 山田尚, 吉見享祐, 小川智久
    • Organizer
      日本農芸化学会2009年度大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] Reconstraction of ancestral forms and the evolutionary history of fish galectins reveal their rapid adaptive evolution process2008

    • Author(s)
      T. Ogawa
    • Organizer
      12th Evolutionary Biology Meeting
    • Place of Presentation
      Marseilles, France
    • Year and Date
      20080924-26
  • [Presentation] マベ真珠アラゴナイトマトリックスタンパク質の特性2008

    • Author(s)
      鹿内之寛, 永沼孝子, 佐藤理恵, 村本光二, 吉見享佑, 小川智久
    • Organizer
      日本農芸化学会第143回東北支部大会
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2008-10-11
  • [Presentation] マベ真珠アラゴナイト結晶配向性に関わる新規26kDaタンパク質の構造と機能2008

    • Author(s)
      荒川香織、永沼孝子、村本光二、吉見享佑、小川智久
    • Organizer
      日本農芸化学会第143回東北支部大会
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2008-10-11
  • [Presentation] Jacalin-like multiple lectins related to biomineralization of Pteria penguin shell2008

    • Author(s)
      T. Ogawa, T. Naganuma, W. Hoshino, R. Sato, Y. Shikanai, K. Muramoto, K. Yoshimi, M. Osada
    • Organizer
      23^<rd> International Lectin Meeting (INTERLEC-23)
    • Place of Presentation
      Stirling大学, UK
    • Year and Date
      2008-07-13
  • [Book] Ancestral protein reconstruction as a new field in protein engineering . In : Ribosomal Proteins and Protein Engineering2010

    • Author(s)
      Konno, A., Ogawa, T., Shirai, T.
    • Publisher
      Nova Science Publishers, Inc
  • [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
    • Acquisition Date
      2012-03-05

URL: 

Published: 2013-07-31  

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