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2つのドメイン構造をもつサソリ毒ペプチドの殺虫活性発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05842
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38040:生物有機化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

宮下 正弘  京都大学, 農学研究科, 准教授 (80324664)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードサソリ毒 / ペプチド / 殺虫活性 / 抗菌活性 / 生体膜 / ジスルフィド結合 / 化学ライゲーション / 細胞膜透過 / ペプチド合成 / 昆虫細胞 / peptide / scorpion toxin / insecticide / synthesis / antimicrobial
研究開始時の研究の概要

サソリ毒液には、ジスルフィド結合で架橋されたペプチドと、ジスルフィド結合をもたずにαヘリックス構造を形成するペプチドが存在する。これらに加えて、その両者の構造的特徴をもつ2ドメイン型毒素が存在する。ヤエヤマサソリ由来の殺虫性ペプチドLaIT2もこの構造をもつが、αヘリックス構造のN末端ドメインが殺虫活性発現に必須であることが分かっている。しかし、C末端ドメインの存在によりその活性が増強することから、両者の組み合わせが重要であることが示唆された。本研究では、種々の類縁体を合成し、LaIT2のそれぞれのドメイン構造の殺虫活性発現における役割を明らかにし、その作用機構を関する知見を得る。

研究成果の概要

サソリ毒液には活性成分としてジスルフィド結合をもつペプチドと、ジスルフィド結合をもたずにαヘリックス構造を形成するペプチドが存在するが、これらに加えて、その両者の特徴をもつ2ドメイン型ペプチドが存在する。しかし、この構造が活性発現に果たしている役割については不明な点が多い。そこで、ヤエヤマサソリ毒液に含まれる2ドメイン型ペプチド(LaIT3とLaIT4)について、それらの同定ならびにネイティブ化学ライゲーション法を用いた化学合成法の確立をおこなった。その結果、いずれも作用機構解明に必要な量を効率的に合成することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

サソリ毒液には様々な生理活性をもつペプチド成分が数多く含まれ、農薬あるいは医薬品としての応用が期待されている。しかし、その成分の一種である2ドメイン型ペプチドについてはその構造と活性の関係において不明な点が多い。同様のペプチドは、クモ毒からも見いだされていることから、生物毒素がこのような構造を形成することに利点があるものと推察される。本研究において、2ドメイン型ペプチドの化学合成法を確立できたことから、その作用メカニズムが進むと考えられ、今後の農薬・医薬品開発において有用な情報を与えるものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Identification of an antiviral component from the venom of the scorpion Liocheles australasiae using transcriptomic and mass spectrometric analyses2021

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Masahiro、Mitani Naoya、Kitanaka Atsushi、Yakio Mao、Chen Ming、Nishimoto Sachiko、Uchiyama Hironobu、Sue Masayuki、Hotta Hak、Nakagawa Yoshiaki、Miyagawa Hisashi
    • 雑誌名

      Toxicon

      巻: 191 ページ: 25-37

    • DOI

      10.1016/j.toxicon.2020.12.007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of the insecticidal, two-domain toxin LaIT3 from the Liocheles australasiae scorpion venom2019

    • 著者名/発表者名
      Juichi, H. Miyashita, M. Nakagawa, Y. Miyagawa, H.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 83 号: 12 ページ: 2183-2189

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1654849

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヤエヤマサソリの毒液に含まれるK+ channel toxin類似ペプチドの合成及びジスルフィド結合架橋様式の決定2022

    • 著者名/発表者名
      岸本 拓実、廣田 光希、宮下 正弘、宮川 恒
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヤエヤマサソリ毒液に含まれる抗ウイルス成分の同定2021

    • 著者名/発表者名
      宮下 正弘、三谷 直也、燒尾 真緒、北中 淳史、陳明、西本 幸子、堀田 博、 中川 好秋、宮川 恒
    • 学会等名
      第67回トキシンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヤエヤマサソリの毒液に含まれる抗菌性ペプチドの探索と同定(第2報)2021

    • 著者名/発表者名
      三谷 直也、宮下 正弘、中川 好秋、宮川 恒
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヤエヤマサソリの毒液に含まれる抗菌性ペプチドの同定と活性評価2021

    • 著者名/発表者名
      三谷 直也、宮下 正弘、中川 好秋、宮川 恒
    • 学会等名
      日本農薬学会第46回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物・昆虫細胞を用いた細胞膜透過性ペプチドの比較2020

    • 著者名/発表者名
      大下 勝也、角田 優伍、宮下 正弘、宮川 恒
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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