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水産軟体動物における2段階の海藻資化戦略:自然免疫賦活化とエネルギー獲得

研究課題

研究課題/領域番号 16K18748
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 水圏生命科学
研究機関北海道大学

研究代表者

熊谷 祐也  北海道大学, 農学研究院, 特別研究員(PD) (00589997)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2016年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード水産軟体動物 / ラミナリナーゼ / 自然免疫 / ラミナリン / 酵素 / 蛋白質 / 糖 / 水産学
研究実績の概要

本研究は水産軟体動物が海藻多糖をどのように資化するのかを明らかにすることを目的としている。その中でもラミナリンは自然免疫を賦活化する糖質であるが、それらはβ-(1→3)-グリコシド結合から成るもので構成糖はエネルギー源となるグルコースである。そのため、水産軟体動物がラミナリンをエネルギー源としてみなしているのか、または自然免疫を賦活化するものとして利用しているかのという疑問を明らかにするものである。本研究は水産軟体動物の生化学的な特性を明らかにするだけでなく、水産養殖において病気などの問題解決の糸口にもつながる研究であり凡庸性が高いものである。
本研究の核となるのがラミナリンを分解する酵素群ラミナリナーゼであり、これには独特なドメインを持つことが明らかとなり、それらの働きがラミナリンをエネルギー源としての利用または自然免疫賦活化する物質として利用しているかを制御していると考えられたため、その機能解析を行った。これまでに本ドメインは海藻多糖の成分に結合能を示すことを明らかとしたが、どの糖質に親和性を示すのか明らかでなかった。詳細な検討の結果、本ドメインはアルギン酸などの酸性多糖に結合することが明らかとなった。ここではそれに対する結合の強さを明らかとした。可溶性糖質とタンパク質の結合力の測定はアフィニティーゲル、表面プラズモン共鳴、等温滴定型カロリメトリーにより評価した。その結果、表面プラズモン共鳴でその結合力を評価することができ、2×10-8 (M)の解離定数を求めることができた。また本ドメインは塩により結合能が異なる。その評価についても本装置を用いることで測定が可能であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究課題設定以上の成果が出ているため。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り遂行する。

次年度使用額の使用計画

消耗品にあてる。

報告書

(1件)
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Molecular insights into the thermal stability mechanism of actinomycete mannanase2016

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, Y., Uraji, M., Wan, K., Okuyama, M., Kimura, A., and Hatanaka, T.
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 590 号: 17 ページ: 2862-2869

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12322

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] <b>Megalo-type α-1,6-glucosaccharides induce production of tumor necrosis factor α in primary macrophages via toll-like receptor 4 </b><b>signaling </b>2016

    • 著者名/発表者名
      Joe, G.H., Andoh, M., Shinoki, A., Lang, W., Kumagai, Y., Sadahiro, J., Okuyama M., Kimura, A., Shimizu, H., Hara, H., and Ishizuka, S.
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 37 号: 3 ページ: 179-186

    • DOI

      10.2220/biomedres.37.179

    • NAID

      130005161058

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • 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] Heat treatment of curdlan enhances the enzymatic production of biologically active β-(1,3)-glucan oligosaccharides2016

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Y, Okuyama M, Kimura A
    • 雑誌名

      Carbohtdr. Polym.

      巻: - ページ: 396-401

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2016.03.066

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Vibrio由来glycoside hydrolase family 17の機能未知なC末端領域は酵素活性の発現に必須である2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷祐也、田上貴祥、奥山正幸、木村淳夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都府、京都市、京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] GH5_8マンナナーゼの熱安定化メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷祐也、裏地美杉、Wan Kun、奥山正幸、木村淳夫、畑中唯史
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山県、富山市、富山国際会議場-ANAクラウンプラザホテル
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 産軟体動物のグルカナーゼに付随する機能未知領域の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷祐也、Abou Hachem Maher、Birte Svensson、尾島孝男、奥山正幸、木村淳夫
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成28年度大会
    • 発表場所
      広島県、福山市、広島県民文化センターふくやま(エストパルク)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional isomalto- megalosaccharide synthesized by enzymatic decoration2016

    • 著者名/発表者名
      Kumagai. Y., Lang, W., Sadahiro, J., Okuyama, M., Hara, H., and Kimura, A
    • 学会等名
      International Carbohydrate Symposium -ICS 2016
    • 発表場所
      New Orleans, LA
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      https://www.agr.hokudai.ac.jp/molenzlab/

    • 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: 2018-01-16  

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