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溶血性レクチンの膜孔形成におけるダイナミックな構造変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07695
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 応用生物化学
研究機関長崎大学

研究代表者

郷田 秀一郎  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00346587)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード溶血性レクチン / 孔形成毒素 / X線小角散乱 / レクチン / 溶血性 / 蛋白質 / 糖鎖
研究成果の概要

溶血性レクチンCEL-IIIの膜孔形成機構の解明の研究を行った。立体構造から解明されている膜孔形成部位のStem部位及びそれに加えてWrapping部位を欠損させた変異体を作成し、その四次構造を解析した。その結果、Stem部位を欠損しても七量体を形成し、Wrapping部位も欠損することによって多量体化しないことが明らかとなった。この結果から、CEL-IIIは膜貫通部位がなくても多量体化が可能であり、Wrapping部位が七量体化に必要であることが明らかとなった。これらのことは、膜孔形成において、初めに七量体化が起こり、その後に膜孔を形成する機構で進行することを示唆していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜孔形成毒素はタンパク質を原因とする疾病を引き起こし、タンパク質が四次構造変化、すなわち多量体化するとともに立体構造が変化して孔を形成することによって起こる。このことはタンパク質が一つの安定した構造で存在するのではなく環境に応じて立体構造を変化させる好例であり、立体構造形成の研究の観点からも注目されている。本研究は、その多量体化機構の解明につながるものであり、多量体化の後に孔形成が行われる機序を明らかとしたことは四次構造変化を含む立体構造形成に与える学術的意義が大きい。これらタンパク質の立体構造変化による疾病は他にも広く知られており、その機構の解明は社会的意義も大きい。

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Ca2+-independent carbohydrate recognition of the C-type lectins, SPL-1 and SPL-2, from the bivalve Saxidomus purpuratus2019

    • 著者名/発表者名
      Unno Hideaki、Itakura Shuhei、Higuchi Shuhei、Goda Shuichiro、Yamaguchi Kenichi、Hatakeyama Tomomitsu
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 28 号: 4 ページ: 766-778

    • DOI

      10.1002/pro.3592

    • NAID

      120006987765

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification, Characterization, and X-ray Crystallographic Analysis of a Novel Type of Lectin AJLec from the Sea Anemone Anthopleura japonica2018

    • 著者名/発表者名
      Unno Hideaki、Nakamura Azusa、Mori Shingo、Goda Shuichiro、Yamaguchi Kenichi、Hiemori Keiko、Tateno Hiroaki、Hatakeyama Tomomitsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 11516-11516

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29498-0

    • NAID

      120006987968

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel carbohydrate-binding surface layer protein from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichiro Goda, Tomoyuki Koga, Kenichiro Yamashita, Ryo Kuriura, Toshifumi Ueda
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1327-1334

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1460571

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbohydrate recognition by the rhamnose-binding lectin SUL-I with a novel three-domain structure isolated from the venom of globiferous pedicellariae of the flower sea urchin Toxopneustes pileolus2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Tomomitsu、Ichise Ayaka、Unno Hideaki、Goda Shuichiro、Oda Tatsuya、Tateno Hiroaki、Hirabayashi Jun、Sakai Hitomi、Nakagawa Hideyuki
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 26 号: 8 ページ: 1574-1583

    • DOI

      10.1002/pro.3185

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanism of Action of the Pore-Forming Lectins Mediated by Binding to Cell Surface Carbohydrate Chains2016

    • 著者名/発表者名
      Tomomitsu Hatakeyama, Shuichiro Goda, Hideaki Unno
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 28 号: 161 ページ: E55-E60

    • DOI

      10.4052/tigg.1427.1E

    • NAID

      130005153198

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification, Characterization, and X-ray Crystallographic Analysis of a Novel Type of Mannose-Specific Lectin CGL1 from the Pacific Oyster Crassostrea gigas2016

    • 著者名/発表者名
      Unno H, Matsuyama K, Tsuji Y, Goda S, Hiemori K, Tateno H, Hirabayashi J, Hatakeyama T.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 6 号: 1 ページ: 29135-29135

    • DOI

      10.1038/srep29135

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of amino acid mutations in the pore-forming domain of the hemolytic lectin CEL-III2016

    • 著者名/発表者名
      Tomonao Nagao, Risa Masaki, Hideaki Unno, Shuichiro Goda, Tomomitsu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 80 号: 10 ページ: 1966-1969

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1176520

    • NAID

      120006987658

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 大腸菌体内で不活性型として生産される超好熱アーキア由来リコンビナント酵素の機能・構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      郷田秀一郎、櫻庭春彦、大島敏久
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 58 号: 5 ページ: 215-220

    • DOI

      10.5940/jcrsj.58.215

    • NAID

      130005267923

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III膜貫通部位の多量体化に与える影響の解明2018

    • 著者名/発表者名
      山脇佑太、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第42回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サンゴ由来レクチン様タンパク質の赤血球凝集活性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      外山諒、北旬、工藤彰洋、牛島佑樹、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶血性レクチンCEL-IIIのドメイン3変異体を用いた多量体化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      郷田秀一郎、山脇佑太、海野英昭、畠山智充
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱アーキアSulfolobus tokodaii由来アルコール脱水素酵素の熱活性化に伴う構造変化の解明2017

    • 著者名/発表者名
      郷田 秀一郎、梶山 晃成、永野 結花、内田 拓郎、海野 英昭、畠山 智充
    • 学会等名
      2016年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] サンゴ由来レクチン様タンパク質の大腸菌を宿主に用いた発現系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      外山諒、北旬、工藤彰洋、牛島佑樹、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第41回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III膜貫通部位欠損変異体の多量体化に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      山脇佑太、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第41回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱アーキアSulfolobus tokodaii由来アルコール脱水素酵素の熱活性化による構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      郷田秀一郎, 梶山晃成, 永野結花, 内田拓郎, 海野英昭, 畠山智充
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱アーキアSulfolobus tokodaii由来アルコール脱水素酵素の熱活性化における構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      梶山 晃成、永野 結花、内田 拓郎、海野 英昭、畠山 智充、郷田 秀一郎
    • 学会等名
      第40回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 発表場所
      指宿ベイテラス(鹿児島県指宿市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱アーキアPyrobaculum islandicum由来リコンビナントグルタミン酸脱水素酵素の活性に対するシャペロンの影響の解明2016

    • 著者名/発表者名
      八木惇平、山口博哉、本多克也、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第40回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 発表場所
      指宿ベイテラス(鹿児島県指宿市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] サンゴ由来レクチン様タンパク質のチオレドキシン融合体としての生産2016

    • 著者名/発表者名
      北旬、工藤彰洋、牛島佑樹、海野英昭、畠山智充、郷田秀一郎
    • 学会等名
      第40回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 発表場所
      指宿ベイテラス(鹿児島県指宿市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 生体分子化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/seitai/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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