スズメバチのシルクが有するコイルドコイル構造の精密解析と構造形成機序の解明

• 研究課題/領域番号: 21580072
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用昆虫学
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 亀田 恒徳 独立行政法人農業生物資源研究所, 新機能素材研究開発ユニット, 主任研究員 (70334042)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009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: シルク / スズメバチ / タンパク質 / 高次構造 / コイルドコイル / ゲル / フィルム / 昆虫素材

研究概要

スズメバチの幼虫が作るマユ(ホーネットシルク、以下ではHSと略す)が、Coiled-coil構造を主体とした構造を有していることを実験的に証明した。さらに、このCoiled coilの形成に伴うゲル形成能力を利用したCoiled coil構造から成る高伸縮性タンパク質素材を得ることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of Hornet Silk Genewith a Characteristic Repetitive Sequence in Vespa simillima xanthoptera (2012)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T., Kojima, K., Zhang, Q. and Sezutsu, H.
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology 巻: B, 161 ページ: 17-24
• [雑誌論文] Identification of Hornet Silk Genewith a Characteristic Repetitive Sequence in Vespa simillima xanthoptera (2012)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T., Kojima, K., Zhang, Q., Sezutsu, H.
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology, B 巻: 161 ページ: 17-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of supercooling and organic s olvent on the formation of a silk sponge with porous 3-D structure, and its dyna mical and structural characterization using solid-state NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T., Hashimoto, T. and Tamada, Y.
  • 雑誌名: Journal of Materials S cience 巻: 46 ページ: 7923-7930
• [雑誌論文] コイルドコイル形成タンパク質からなるスズメバチのシルク (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳、小島桂、瀬筒秀樹、張薔、寺本英敏、玉田靖
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 67 ページ: 641-653
  • NAID: 10027624133
• [雑誌論文] Effects of supercooling and organic solvent on the formation of a silk sponge with porous 3-D structure, and its dynamical and structural characterization using solid-state NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T., Hashimoto, T., Tamada, Y.
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 46 ページ: 7923-7930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drawing-Induced Changes in Morphology and Mechanical Properties of Hornet Silk Gel Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsunenori Kameda, Katsura Kojima, Eiji Togawa, Hideki Sezutsu, Qiang Zhang, Hidetoshi Teramoto and Yasushi Tamada
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 15 ページ: 1002-1008
• [雑誌論文] Drawing-Induced Changes in Morphology and Mechanical Properties of Hornet Silk Gel Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsunenori Kameda, Katsura Kojima, Eiji Togawa, Hideki Sezutsu, Qiang Zhang, Hidetoshi Teramoto, Yasushi Tamada
  • 雑誌名: Biomacromolecules 15 ページ: 1002-1008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production a nd Characterizations of Tubes from Hornet(Vespa) Silk
  • 著者名/発表者名: Kameda, T. and Aratani, E
  • 雑誌名: Journal of Insect Biotechnology and Sericology 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Quantifying the fraction of alanine residues in anτ-helical conformation in hornet silk using solid-state NMR
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Production and Characterizations of Tubes from Hornet (Vespa) Silk
  • 著者名/発表者名: Kameda, T., Aratani, E.
  • 雑誌名: Journal of Insect Biotechnology and Sericology 巻: (印刷中)
  • NAID: 10030798704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantifying the fraction of alanine residues in an α-helical conformation in hornet silk using solid-state NMR
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: (印刷中)
  • NAID: 10030931753
  • 査読あり
• [学会発表] シルクで作るタンパク質素材の新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: アグリビジネス創出フェア
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] シルクで作るタンパク質素材の新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: アグリビジネス創出フェア
  • 発表場所: 幕張(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] シルク素材の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: バイオジャパン2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] シルク素材の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: バイオジャパン2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] シルク蛋白質ゲルで作る成形体の構造と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] シルク蛋白質ゲルで作る成形体の構造と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 新しいバイオマテリアルとしてのホーネットシルク (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 第5回「フィプロインセリシンの利用」研究会
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] Hydrogen-bonding network and rotational motion of Ser side-chain studied by solid-state N MR (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsunenori Kameda, Hidetoshi Teramoto, Daisuke Hashizume, Hiroyuki Koshino, Katsuyuki Nishimur
  • 学会等名: 第50回NMR討論会
  • 発表場所: 横浜大さんばしホール
• [学会発表] ハチが作るシルクの構造的特徴 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳・小島桂・張薔・瀬筒秀樹・玉田靖
  • 学会等名: 平成23年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
• [学会発表] Hydrogen-bonding network and rotational motion of Ser side-chain studied by solid-state NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsunenori Kameda, Hidetoshi Teramoto, Daisuke Hashizume, Hiroyuki Koshino, Katsuyuki Nishimur
  • 学会等名: 第50回NMR討論会
  • 発表場所: 横浜大さんばしホール
• [学会発表] HORNET(VESPA) SILK (2010)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 学会等名: 6 th INTERNATIONAL CONFERENCE O N WILD SILKMOTHS 2010
  • 発表場所: Tokyo University of Agriculture
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] ホーネットシルクの構造と素材化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 「群馬大学ファイブロバイオプロセス研究会」第5回研究会
  • 発表場所: 桐生地域地場産業振興センター
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] HORNET (VESPA) SILK (2010)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 学会等名: 6th INTERNATIONAL CONFERENCE ON WILD SILKMOTHS 2010
  • 発表場所: Tokyo University of Agriculture
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] 蜂シルクの特徴を活かした素材加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳・張薔・小島桂・寺本英敏・玉田靖
  • 学会等名: 第57回日本シルク学会研究発表会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 新たな医療用フィルム素材としてのホーネットシルクの利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳,張薔,玉田靖
  • 学会等名: 繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京(船堀)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] シルクタンパク質によるチューブ状成形体の作製とキャラクタリゼーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳、寺本英敏、玉田靖
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Hornet(Vespa) silk : Structural studies by solid-state NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 学会等名: Pacificchem2010
  • 発表場所: 米国(ハワイ)
• [学会発表] シルクタンパク質によるチューブ状成形体の作製とキャラクタリゼーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳、寺本英敏、玉田靖
  • 学会等名: 第59回 高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Hornet (Vespa) silk : Structural studies by solid-state NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Kameda, T.
  • 学会等名: Pacificchem2010
  • 発表場所: 米国(ハワイ)
• [学会発表] スズメバチの繭の固体NMR構造解析からタンパク質材料の高強度化技術を考える (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 理研シンポジウム「第10回分析・解析技術と化学の最先端」
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] スズメバチのシルクの延伸配向挙動に関する固体NMR解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 第48回NMR討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] 固体NMRでタンパク質材料の高強度化の鍵を解く (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 第46回固体NMR・材料フォーラム
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2009-10-13
• [学会発表] スズメバチのシルクの階層構造制御とキャラクタリゼーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳,張薔,戸川英二,玉田靖
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] ホーネットシルクフィルムの延伸過程における構造と物性の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳、張薔、秦珠子、玉田靖
  • 学会等名: 平成21年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2009-06-10
• [学会発表] スズメバチのシルクから作製したフィルムの延伸 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳,小島桂,張薔,寺本英敏,桑名芳彦,玉田靖
  • 学会等名: 第58回高分子学会年次大会
  • 年月日: 2009-05-27
• [学会発表] スズメバチのシルクから作製したフィルムの延伸 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳, 小島桂, 張薔, 寺本英敏, 桑名芳彦, 玉田靖
  • 学会等名: 第58回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 新型インフルエンザ流行のため中止(予稿集公表)
  • 年月日: 2009-05-27
• [学会発表] ハチが作る有用物質の固体NM R構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 09-1 NMR研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] ハチが作る有用物質の固体NMR構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳
  • 学会等名: 09-1 NMR研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] ハチが作るシルクの構造的特徴
  • 著者名/発表者名: 亀田恒徳・小島桂・張薔・瀬筒秀樹・玉田靖
  • 学会等名: 平成23年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • 発表場所: (東日本大震災のため大会は中止)(要旨のみ公表)
• [図書] Nuclear Magnetic Resonance, Vol.41, "Applications of nuclear shielding" (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuroki, S., Kameda, T., Yasunag, H.
  • 総ページ数: 62
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [産業財産権] 筒状構造物及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 亀田恒徳,寺本英敏,玉田靖
  • 権利者名: 農業生物資源研究所
  • 出願年月日: 2011-08-31
  • 外国
• [産業財産権] 筒状構造物及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 亀田恒徳, 寺本英敏, 玉田靖
  • 権利者名: 農業生物資源研究所
  • 出願年月日: 2011-08-31
  • 外国