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昆虫中腸細胞膜受容体蛋白とトキシン蛋白との認識機構

研究課題

研究課題/領域番号 13306006
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 蚕糸・昆虫利用学
研究機関新潟大学

研究代表者

堀 秀隆  新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (00293241)

研究分担者 三ツ井 敏明  新潟大学, 農学部, 教授 (70183960)
佐藤 令一  東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (30235428)
早川 徹  新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (30313555)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円)
2003年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2002年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2001年度: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円)
キーワード昆虫中腸上皮細胞 / カイコ / Bacillus thuringiensis / 殺虫トキシン / 新規結合蛋白 / 解離定数 / リポソーム / アミノペプチデース / Bombyx mori / 中腸上皮細胞 / アピカル膜 / アミノペブチデース / カドヘリン様蛋白 / 230kDa蛋白 / 90kDa蛋白 / バチラスチューリンゲンシス / 殺虫タンパク / Cry1Aa
研究概要

カイコ幼虫中腸上皮細胞のアピカル膜を調製してバシラス・スリンジェンシスの生産する殺虫トキシンとの相互作用を研究した。主要な4大成果を得た。1)Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1Acと結合する、新規結合性蛋白質P252を発見した。2)Cry1Acとだけ結合する、カテゴリー1に属する新規アミノペプチデースP96を発見した。3)アピカル膜蛋白を組み込んだリポソームは、含まないリポソームの2倍の結合能を3種のCry1Aトキシンに対して示した。4)Cry1Aaはアピカル膜に結合した後、一部を膜に陥入すると考えられるが、陥入部位が24kDaで、α-ヘリックス2からα-ヘリックス7の部位である事が初めて示唆された。
P252はTritonX-100、CHAPS可溶性画分に回収されラフト以外の部位に存在する事がわかった。サホモ4量体のサブユニット構造を持つと思われた。糖タンパクでありレクチン結合アッセイからバイセクティングGlcNAcを含む3本鎖のN-結合型糖鎖とGalNAcを含むO-結合型糖鎖を持つと考えられた。3種Cry1Aとの結合定数はそれぞれ、10nM、170nM、20nMで文献的に最も強い結合の一つであった。異種競合アッセイの結果は、P252のCrylAa結合サイトはCry1Acと50%シェアし、Cry1Ac結合サイトはCry1Aaと80%シェアリングした。Cry1Abの結合定数は170nMで、依然として生理的解離結合の範囲と考えられたが、興味ある事に、Cry1Aa、Cry1Acを90%ほど共有し、BSAによっても阻害された。
P96はアミノペプチデース1の抗体によって認識された。Cry1Acだけと結合し、結合はGalNacで阻害された。基質特異性から中性アミノペプチデースと判断した。反応は2価の金属イオンを要求し、最適pHは6〜8であった。基質分解反応は2相を示し、高濃度基資で反応が促進された。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] M.D.Hossain, et al.: "Characterization of a novel plasma membrane protein expressed in the midgut epithelia of Bombyx mori that binds to Cry1A toxins."Appl Environ Microbiol.(米国微生物学会誌). 印刷中(In press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takano, et al.: "Differential extraction of the proteins localizing on cell membrane of midgut from Bombyx mori with Triton X-114."Bulletin of the Facultuy of Agriculture, Niigata University.. 55(2). 133-141 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takano, et al.: "Activity of phophatidylinositol/UDP-GlcNAc : GlcNAc transferase in midgut tissue of Bombyx mori."Bulletin of the Facultuy of Agriculture, Niigata University.. 55(2). 123-131 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.S.Kumaraswami, et al.: "Lipid of brush border membrane vesicle (BBMV) from Plutella xylostella resistant and susceptible to Cry1Ac δ-endotoxin of Bacillus thuringiensis"Comp.Biochem.Physiol.. 129(1). 173-183 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.M.Hossain et al.: "A novel 252kDa protein from BBMV of Bombyx mori, which bound with Cry1A toxins but did not bind with anti-APN or BtR175 antibodies."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact. In press. (2004)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Egawa et al.: "Allergenic assessment of Cry1Aa using rat digestive juices and mast cells."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact. In press. (2004)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayakawa, et al.: "Novel binding proteins for Cry1A of Bacillus thuringiensis toxins and complicated killing mechanism."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact. In press. (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shitomi, et al.: "Characterization of Bombyx moriAP96 which binds with Cry1Ac."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact. In press. (2004)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tomimoto, et al.: "Detection of membrane-inserted region of Cry1Aa of Bacillus thuringiensis."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact. In press. (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.D.Hossain, Y.Shitomi, K.Moriyama, M.Higuchi, T.Hayakawa, T.Mitsui, R.Sato, H.Hori: "Characterization of a novel plasma membrane protein expressed in the midgut epithelia of Bombyx mori that binds to Cry1A toxins."Appl.Environ.Microbiol.. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takano, T.Kishimoto, T.Hayakawa, M.Higuchi, Y.Shitomi, T.Mitsui, H.Hori: "Differential extraction of the proteins localizing on cell membrane of midgut from Bombyx mori with Triton X-114."Bulletin of the Faculty of Agriculture, Niigata University.. 55(2). 133-141 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takano, T.Kishimoto, T.Hayakawa, T.Mitsui, H.Hori: "Activity of phophatidylinositol/UDP-GlcNAc:GlcNAc transferase in midgut tissue of Bombyx mori."Bulletin of the Faculty of Agriculture, Niigata University.. 55(2). 123-131 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.S.Kumarasami, T.Maruyama, S.Kurabe, T.Kishimoto, T.Mitsui, H.Hori: "Lipid of brush border membrane vesicle (BBMV) from Plutella xylostella resistant and susceptible to Cry1Ac δ-endotoxin of Bacillus thuringiensis."Comp.Biochem.Physiol.. 129(1). 173-183 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.M.Hossain, Y.Shitomi, K.Moriyama, M.Higuchi, T.Hayakawa, R.Sato, H.Hori: "A niovel 252kDa protein from BBMV of Bombyx mori, which Bound with Cry1A Toxins but did not bind with anti-APN or BTR175 antibodies"Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Hanoi, Vietnam.. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Egawa, K.Okuyama, T.Hara, K.Tomimoto, T.Hayakawa, H.Hori: "Allergenic assessment of Cry1Aa using rat digestive juices and mast cells"Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Hanoi, Vietnam.. (in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayakawa, Y.Shitomi, D.M.Hossain, M.Higuchi, R.Sato, T.Maruyama, K.Miyamaoto, H.Hori: "Novel binding proteins for Cry1A of Bacillus thuringiensis toxins and complicated Killing mechanism"Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Hanoi, Vietnam.. (in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shitomi, K.Moriyama, D.M.Hossain, M.Higuchi, T.Hayakawa, K.Miyamaoto, T.Mitsui, K.Nakanishi, R.Sato, H.Hori: "Characterization of Bombyx mori AP96 which binds with Cry1Ac"Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Hanoi, Vietnam.. (in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tomimoto, T.Hayakawa, T.Mitsui, H.Hori: "Detection of membrane-inserted region of Cry1Aa of Bacillus thuringiensis."Proceeding of 5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Hanoi, Vietnam.. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takano, et al.: "Differential extraction of the proteins localizing on cell membrane of midgut from Bombyx mori with Triton X-114"Bulletin of the Facultuy of Agriculture, Niigata University. 55(2). 133-141 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takano, et al.: "Activity of phophatidylinositol/UDP-GlcNAc:GlcNAc transferase in midgut tissue of Bombyx mori"Bulletin of the Facultuy of Agriculture, Niigata University. 55(2). 123-131 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.S.Kumaraswami, et al.: "Lipid of brush border membrane vesicle (BBMV) from Plutella xylostella resistant and susceptible to Cry1Acδ-endotoxin of Bacillus thuringiensis"Comp.Biochem.Physiol. 129(1). 173-183 (2001)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.M.Hossain et al.: "A novel 252kDa protein from BBMV of Bombyx mori, which bound with Cry1A toxins but did not bind with anti-APN or BtR175 antibodies"5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Proceeding. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Egawa et al.: "Allergenic assessment of Cry1Aa using rat digestive juices and mast cells"5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Proceeding. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hayakawa, et al.: "Novel binding proteins for Cry1A of Bacillus thuringiensis toxins and complicated killing mechanism"5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Proceeding. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shitomi, et al.: "Characterization of Bombyx mori AP96 which binds with Cry1Ac"5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Proceeding. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tomimoto, et al.: "Detection of membrane-inserted region of Cry1Aa of Bacillus thuringiensis"5th Pacific rim conference on the biotechnology of Bacillus thuringiensis and its environmental impact, Proceeding. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 堀秀隆: "「次世代の農薬開発-ニューナノテクノロジーによる探索と創製」害虫防除 第II編「新規ターゲットの探索と新しいタイプの防除剤」4章Bacillus thuringiensis殺虫剤(農薬学会編)"ソフトサイエンス社. 134-144 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 福田雅夫, 大山卓爾, 堀秀隆, 小島誠, 早川徹: "微生物からのメッセージ-21世紀に活かす道-第3章昆虫を殺す細菌 担当"エンタープライズ社. 129-207 (2001)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 堀秀隆: "農薬学会編「次世代の農薬開発-ニューナノテクノロジーによる探索と創製」害虫防除4章Bacillus thuringiensis殺虫剤、134-144ページ"フラトサィエンス社. 316 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hidetaka HORI et al.: "Comparative Study of Proteins and Neutral Glyusylceramides of Nidgut Eputelial Cell Membrine in Cry1Ac Susceptible and highly Resistant Diamondbook Moth"Proceeding of 4th Pacific Rim Conference on the Biotechnology of Bacillus thuringiensis and its Environmental Impact. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuyuki SHITOMI et al.: "Partial Purification of Animopeptidase from BBM of B.mori and their Binding Speciticitig with Cry1A Toxins"Proceeding of 4th Pacific Rim Conference on the Biotechnology of Bacillus thuringiensis and its Environmental Impact. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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