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病原性真菌の細胞壁最表層に局在する2種のガラクトマンナン糖鎖生合成の全貌解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05418
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関崇城大学

研究代表者

岡 拓二  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (50510690)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード糖転移酵素 / 糸状菌 / ガラクトマンナン / ガラクトフラノース / 細胞壁 / 抗真菌薬 / アスペルギルス症 / 糖鎖 / Aspergillus fumigatus / cell wall / galactomannan / galactofuranose / glycosyltransferase / sugar chain / oligosaccharide / biosynthesis / アスペルギルス / 感染症
研究成果の概要

チャワンタケ亜門に属する病原性糸状菌の細胞壁には、ガラクトマンナン(GM)と呼ばれる多糖構造が含まれている。GMは糸状菌の正常な生育に必要不可欠であることから、その生合成酵素は抗真菌薬の標的として期待されている。本研究では、病原性糸状菌Aspergillus fumigatusのGM構造中のガラクトフラノース糖鎖生合成をGfsA、GfsBおよびGfsCが担っていること、マンナン主鎖の生合成をCmsAおよびCmsBが担っていることを明らかにした。特に、cmsA破壊株では著しい生育阻害が認められ、CmsAが抗真菌薬の標的となることが期待された。また、CmsAのタンパク質立体構造を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、深在性真菌症は増加している。侵襲性肺アスペルギルス症の治療薬であるアゾール系抗真菌薬に対する耐性株が世界的な脅威となっていることから、これまでと異なる作用機序を有する抗真菌薬の開発が急がれている。本研究では、構造の発見から長らく知られていなかった糸状菌のガラクトマンナン生合成を担う糖転移酵素群の詳細を明らかにした。特に、cmsAおよびcmsBの遺伝子破壊株では著しい生育阻害が認められたことから、CmsAおよびCmsBが抗真菌薬の標的となることが期待される。また、CmsAのタンパク質立体構造が明らかにされたことから、構造情報を基盤とした本酵素の阻害薬の開発が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Biosynthesis of β-(1→5)-Galactofuranosyl Chains of Fungal-Type and O-Mannose-Type Galactomannans Within the Invasive Pathogen Aspergillus Fumigatus.2020

    • 著者名/発表者名
      Chihara Y, Tanaka Y, Izumi M, Hagiwara D, Watanabe A, Takegawa K, Kamei K, Shibata N, Ohta K, Oka T.
    • 雑誌名

      mSphere

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1128/msphere.00770-19

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for the core-mannan biosynthesis of cell wall fungal-type galactomannan in Aspergillus fumigatus2020

    • 著者名/発表者名
      Hira Daisuke、Onoue Takuya、Oka Takuji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 45 ページ: 15407-15417

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.013742

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification and characterization of β-d-galactofuranosidases from Aspergillus nidulans and Aspergillus fumigatus2020

    • 著者名/発表者名
      Emiko Matsunaga, Yutaka Tanaka, Saki Toyota, Hisae Yamada, Takuji Oka, Yujiro Higuchi, Kaoru Takegawa
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 131 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.09.006

    • NAID

      40022457574

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemo-Enzymatic Synthesis of p-Nitrophenyl β-D-Galactofuranosyl Disaccharides from Aspergillus sp. Fungal-type Galactomannan2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ota, Yumi Okamoto, Kenta Hayashi, Christopher J. Vavricka, Takuji Oka, Kaoru Takegawa, Hiromasa Kiyota, Minoru Izumi
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: 473 ページ: 99-103

    • DOI

      10.1016/j.carres.2019.01.005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Two Mannosyltransferases Contributing to Biosynthesis of the Fungal-type Galactomannan α-Core-Mannan Structure in Aspergillus fumigatus.2018

    • 著者名/発表者名
      Onoue T, Tanaka Y, Hagiwara D, Ekino K, Watanabe A, Ohta K, Kamei K, Shibata N, Goto M, Oka T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 16918-16918

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35059-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biosynthesis of galactomannans found in filamentous fungi belonging to Pezizomycotina2018

    • 著者名/発表者名
      Oka Takuji
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 号: 2 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1422383

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Aspergillus fumigatusのガラクトマンナン生合成に関わる新規な α-マンノピラノシド : β-ガラクトフラノース転移酵素の同定2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐万紀子,守田湧貴,千原由莉亜,田中大,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度福岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus fumigatus のβ-(1→5)-ガラクトフラノース糖鎖生合成の同定と欠損による表現型への影響2020

    • 著者名/発表者名
      千原由莉亜,田中大,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度福岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌と宿主の相互作用を明らかにするためのガラクトマンナン生合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      岡拓二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度福岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspergillus nidulansのゴルジ体に局在する機能未知なII型膜タンパク質遺伝子破壊株ライブラリーの構築2019

    • 著者名/発表者名
      甲斐万紀子,守田湧貴,千原由莉亜,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次反応によるガラクトフラノース転移酵素活性測定法を用いたGfsA,GfsB及びGfsCの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      千原由莉亜,田中大,泉実,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌のガラクトマンナンは「糸状化」に必要か?ーガラクトマンナンの生合成と役割についてー2018

    • 著者名/発表者名
      岡 拓二
    • 学会等名
      第22回酵母合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspergillus fumigatus の産生する真菌型ガラクトマンナンの生合成酵素の同定と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      尾上拓哉,田中大,後藤正利,柴田信之,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      平成30年度日本農芸化学会西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次反応系を用いたガラクトフラノース転移酵素の新規活性測定法の確立と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      千原由莉亜,尾上拓哉,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      平成30年度日本農芸化学会西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus nidulansにおける新規ガラクトフラノース転移酵素の同定の試み2018

    • 著者名/発表者名
      守田湧貴,尾上拓哉,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      平成30年度日本農芸化学会西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus fumigatus が産生する真菌型ガラクトマンナンのマンナン主鎖生合成酵素に寄与する2つのマンノース転移酵素の同定2018

    • 著者名/発表者名
      尾上拓哉,田中大,後藤正利,柴田信之,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規なガラクトフラノース転移酵素活性測定法を用いたGfsAおよびGfsCの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      千原由莉亜,尾上拓哉,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌の真菌型ガラクトマンナン生合成に関与する新規ガラクトフラノース転移酵素の同定の試み2018

    • 著者名/発表者名
      守田湧貴,尾上拓哉,太田一良,岡拓二
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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