2022 Fiscal Year Annual Research Report
Interaction analysis bewteen subunits of bacterial cellulose synthase
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20K06570
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
于 健 大阪大学, 蛋白質研究所, 特任准教授(常勤) (20587860)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バクテリアセルロース / 合成酵素 / 相互作用 / 構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルロースは自然界に最も豊富に存在する高分子であり，主に植物，そして藻類や一部の微生物，さらにはホヤなどの動物によっても合成される．そのうち，バクテリアが合成するバクテリアセルロース(BC)は複雑で密な網目構造を形成しており，高い純度，高い強度，高い保水性を持つという特徴がある．優れた性質を持つBCが新規材料として期待されている一方，BC合成機構の未解明のため，大量生産も困難である．本研究では，BC合成酵素構成因子の相互作用の解明，さらに，マルチ構造解析手法（X線小角散乱，電子顕微鏡法）によって立体構造解析，そしてin vivoでの酢酸菌の合成活性測定での機能解析によりBCの合成メカニズムを明らかにする．BCの生産性向上や機能性BC創製のための分子基盤情報を提供することを目的としている．
令和４年度に購入予定であった試薬類や、電顕測定用具類購入を令和３年度中に導入することで、研究の進展を加速することができ、３年度目中に研究目的をほとんど達成した。主に、精製条件の最適化によって、BcsA-BcsB-BcsD複合体の大量調製、および相互作用の確認ができ、論文を纏める段階へ進めることができた。また、BcsA-BcsB-BcsDの単粒子の構造解析について、ネガティブ染色の電顕でサンプルの状態のチェックを試みた。次に、BC排出機構を解明するため、Enterobacter 由来のBcsCの膜貫通ドメインBcsC-Cについて、界面活性剤や、精製条件の改善を行ってBcsC-Cの結晶も得ることができた。また、精製ができたBcsC-Cの分子量を、マスフォトメトリー法により分析した結果、BcsC-Cが４量体形成することが示唆された。これらの結果と先行研究に合わせ、EnterobacterにおけるBCの合成・排出機構を提案した。
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