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2009 Fiscal Year Annual Research Report

Cryトキシンをオーダーメイド化するための基礎研究

Research Project

Project/Area Number 20380036
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

早川 徹  Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 助教 (30313555)

KeywordsBacillus thuringiensis / Cry4Aa / Domain II / loop structure / Alanine scanning / Random mutation / Culex plpiens
Research Abstract

本年度も前年度に引き続きCry4Aaの殺虫活性に関与する機能構造について解析した。前年度ではCry4Aaの殺虫活性にドメインIIの1oop2が必須であることを示す結果を得た(Mohammad et al., 2009)が、本年度はloops 1~3を構成するアミノ酸残基をアラニンに置換した変異体を構築し、Cry4Aaのloop構造の生物学的機能をさらに詳細に解析するための研究を進めた。その結果、最終的にloops 1~3を構成するアミノ酸残基はアカイエカ(Culex pipiens)幼虫に対する殺虫活性を大幅に低下させることなしに置換可能であると判明した(Mohammad et al., 2010)。一般的にCry1など、Cry4Aaと構造が類似する他のCryトキシンでは、loops 1~3が受容体結合部位と考えられている。本研究の結果は構造の類似性にも係わらず、Cry4Aaの作用機構が他のCryトキシンのものと異なることを示唆していた。Cry4Aaの受容体結合部位に関してはドメインII構造に注目した機能解析を進めていく。
本年度はさらにCry4Aaのloops 1~3が改変可能であることを利用して、loop2領域にランダム変異を導入した変異体ライブラリーを構築し、そこから新しい活性を持つCry4Aa変異体をスクリーニングしようと試みた。その結果、約2,700のクローンを解析し、未だ野生型Cry4Aaを凌ぐ高い活性を持つ変異体は得ていないが、0.3~0.5%の確率で比較的高い活性を示す変異体が得られた。今後、効率を上げるために、ランダム変異を導入するプライマーのデザインを工夫していく。また本研究ではその他にもシャトルベクターpUC303を利用してCry4Aaをラン藻(Synechococcus PCC7942 R2-SPc)に導入する研究を進めているが、まとまった結果を得るに至っていない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Alanine scanning analyses of the three major loops in domain II of Bacillus thuringiensis mosquitocidal toxin Cry4Aa2010

    • Author(s)
      Howlader M.T.H., et. al.
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology 76

      Pages: 860-865

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biological properties of loop-replaced mutants of Bacillus thuringiensis mosquitocidal Cry4Aa.2009

    • Author(s)
      Howlader M.T.H., et. al.
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering 108

      Pages: 179-183

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      早川徹
    • Journal Title

      分子昆虫学-ポストゲノムの昆虫研究(Molecular Entomology-Post-genomic Insect Sciences-)、第5章5. 1. 1. 細菌(共立出版)

      Pages: 261-266

  • [Presentation] ドメインIIのループ構造を標的とした高活性型Cry4Aa変異体構築の試み2009

    • Author(s)
      早川徹
    • Organizer
      第32回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2009-12-12
  • [Presentation] ドメインIIのループ構造はCry4Aaの殺虫活性を決定する要因となるか?2009

    • Author(s)
      小野雄佑
    • Organizer
      第15回 BT研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2009-09-12
  • [Presentation] Cry4Aaループ2の改変による新たな殺虫活性を示す変異体の構築2009

    • Author(s)
      小野雄佑
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第24回講演会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県)
    • Year and Date
      2009-05-23

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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