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LysM型糖質結合モジュールの構造生物学ー植物-微生物間相互作用の制御を目指して

研究課題

研究課題/領域番号 16J10483
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用生物化学
研究機関近畿大学

研究代表者

北奥 喜仁  近畿大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード糖質結合モジュール / キチナーゼ / キチン / Lysin motif / chitinase / NMR / X-ray crystallography
研究実績の概要

植物-微生物間相互作用において、LysM型糖質結合モジュール(以下、LysM)は、植物と微生物の双方が産生するタンパク質中の構成ドメインとして存在しており、微生物の細胞壁成分、キチンやペプチドグリカンを媒介とした相互作用のインターフェースで機能している。本研究では、植物と微生物がもつLysMの機能を調べることによって、植物-微生物間相互作用の分子基盤を明らかにすることを目的としている。前年度に引き続き、ボルボックス由来のキチナーゼ(VcChi)がもつLysMを大腸菌発現系で発現させ、LysMがタンデム構造をとることによるリガンド結合への影響を調べた。リガンドとして、微生物の細胞壁成分に類似した構造をもち、さらに詳細な性質が明らかにされているキチンオリゴ糖を用いて実験を行った。その結果、キチンオリゴ糖に対する結合力は、タンデム構造を形成することで、低下することがわかった。このことから、VcChiは長鎖の基質の分解を触媒する酵素であることが示唆された。
2つのLysMをもつ真菌由来のエフェクタータンパク質の発現系を構築することとした。幾つかのタグタンパク質を付加した状態で発現条件を検討したところ、チオレドキシンタグを付加した目的タンパク質の大腸菌での発現を確認した。糖鎖修飾が安定性に影響するとの報告を考慮し、リガンド存在下で精製することで、単一のタンパク質を調製することができた。今後、このタンパク質を用いて、構造と機能の解析を行い、植物キチナーゼがもつLysMと比較検討する予定である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chitin oligosaccharide binding to the lysin motif of a novel type of chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri2017

    • 著者名/発表者名
      Kitaoku, Y., Fukamizo, T., Numata, T. and Ohnuma, T.
    • 雑誌名

      Plant Mol. Biol.

      巻: 93 号: 1-2 ページ: 97-108

    • DOI

      10.1007/s11103-016-0549-5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of chitosan recognition by CBM32 carbohydrate-binding modules from a Paenibacillus sp. IK-5 chitosanase/glucanase2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya, S., Nishimura, S., Kitaoku, Y., Numata, T., Kimoto, H., Kusaoke, H., Ohnuma, T. and Fukamizo, T.
    • 雑誌名

      Biochem J.

      巻: 473 号: 8 ページ: 1085-1095

    • DOI

      10.1042/bcj20160045

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ボルボックスキチナーゼがもつ2つのLysMドメインの構造と機能2017

    • 著者名/発表者名
      北奥喜仁, 西村重徳, 廣野武, 深溝慶, 大沼貴之
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NMR solution structures and chitin binding abilities of LysM domains from Volvox carteri2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Kitaoku, Shigenori Nishimura, Takeru Hirono, Tamo Fukamizo, Takayuki Ohnuma
    • 学会等名
      9 th Kyoto international Forum for Environment and Energy
    • 発表場所
      同志社大学今出川キャンパス良心館(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and chitin binding ability of LysMs derived from a green alga, Volvox carteri2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Kitaoku, Shigenori Nishimura, Takeru Hirono, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo, Takayuki Ohnuma
    • 学会等名
      1st Annual BioCat Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] キトサン分解産物の構造に基づく藻類由来GH18キチナーゼの基質認識機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      北奥喜仁,Feng Yiming, 平良東紀,大沼貴之,深溝慶,V&rum Kjell Morten
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成28年度大会
    • 発表場所
      学校法人福山大学宮地茂記念館(広島県福山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ボルボックスキチナーゼに存在するLysMタンデムのキチン結合様式2016

    • 著者名/発表者名
      北奥 喜仁, 沼田 倫征, 深溝 慶, 大沼 貴之
    • 学会等名
      第30回キチン・キトサン学会大会
    • 発表場所
      ウエスタ川越(埼玉県川越市)
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物キチナーゼに存在するLysMドメインの構造と糖結合特性2016

    • 著者名/発表者名
      北奥 喜仁, 沼田 倫征, 平良 東紀, 深溝 慶, 大沼 貴之
    • 学会等名
      第17回関西グライコサイエンスフォーラム
    • 発表場所
      大阪市立大学学術情報総合センター10階 大会議室(大阪府大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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