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シンクロトロン放射光による病原性および非病原性ポリガラクツロナーゼの立体構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K07619
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 植物保護科学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

中村 正幸  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (90404475)

研究協力者 藤田 清貴  
南 雄二  
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードポリガラクツロナーゼ / 病原性 / 立体構造 / 糸状菌 / ペクチン / プロトペクチナーゼ / タンパク質発現 / タンパク質立体構造
研究成果の概要

カンキツ類に感染する白かび病菌には、病原性株と非病原性株が存在する。本菌の病原性因子は、ペクチン分解酵素の一種であるポリガラクツロナーゼ(PG)であるが、非病原性株にもPGは存在する。病原性株由来S31PG1に病原性が有るものの、非病原性株由来S63PG1には無い。そこで本研究では、PGの病原性を決定している原因を立体構造学的に解析した。その結果、PGが病原性を発揮するためには、基質結合部位であるクレフト構造が、ある決まった特定の構造をしているわけではなく、クレフト全体で、基質であるプロトペクチンに結合できるよう柔軟に適応しており、偶然に生まれた構造が病原性につながっていることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、植物病原菌の保持するペクチン分解酵素のポリガラクツロナーゼ(PG)は、病原微生物だけでなく、有用微生物や植物自体にも存在していたことから、PGと病原性との関わりについては、不明な点が多かった。しかし、本研究により、PGが病原性を獲得する場合の原因は、基質結合部位の溝(クレフト)が、植物組織内に存在している高分子ペクチンに対し、ある特定の共通した構造で対応している訳ではなく、構造の異なるペクチンそれぞれに対し、クレフト全体で奇跡的に偶然対応していることが明らかとなった。以上の結果は、学術上意義が高いだけなく、新たな病害防除の確立にもつながる基礎的成果となった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Functions and mechanisms: polygalacturonases from plant pathogenic fungi as pathogenicity factors2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Iwai H.
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 85

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 白かび病菌由来ポリガラクツロナーゼの異種タンパク質高発現系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      上田智也・中村正幸・岩井 久
    • 学会等名
      九州病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2020-03-30  

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