結晶性キチン分解における芳香族アミノ酸残基の機能解明とα－キチン分解機構への展開

• 研究課題/領域番号: 24580104
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 渡邉 剛志 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10201203)
• 連携研究者: 五十嵐 圭日子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 准教授 (80345181) ; 鈴木 一史 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00444183) ; 杉本 華幸 新潟大学, 自然科学系, 助教 (60529527)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: キチナーゼ / 結晶性キチン分解 / Serratia marcescens / 高速原子間力顕微鏡 / 芳香族アミノ酸残基 / 結晶性キチン

研究成果の概要

キチンは多様な生物に存在する結晶性の構造多糖である。その酵素分解メカニズムの解明は、酵素科学的にも、生物学的にも、またバイオマス資源の利活用の面からも非常に重要である。本研究では、キチンを分解する酵素であるキチナーゼの,分子表面や触媒クレフトの内部に存在する芳香族アミノ酸残基が、強固な結晶性キチンのプロセッシブ（連続的）な分解に決定的に重要な役割を担っていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Construction and basic characterization of deletion mutants of the genes involved in chitin utilization by Serratia marcescens 2170. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takanao S, Honma S, Miura T, Ogawa C, Sugimoto H, Suzuki K, Watanabe T.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 78 号: 3 ページ: 524-32
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.882755
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two-way traffic of glycoside hydrolase family 18 processive chitinases on crystalline chitin (2014)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Uchihashi, T., Uchiyama, T., Sugimoto, H., Wada, M., Suzuki, K., Sakuda, S., Ando, T., Watanabe, T., and Samejima, M.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 5 号: 1 ページ: 3975-3975
  • DOI: 10.1038/ncomms4975
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Serratia marcescensのキチン分解利用機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉剛志、杉本華幸、鈴木一史
  • 雑誌名: キチン・キトサン研究 巻: 20 ページ: 4-15
  • NAID: 40020056084
  • 査読あり
• [雑誌論文] キチナーゼによる結晶性キチンのプロセッシブ（連続的）な分解機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸、五十嵐圭日子、内橋貴之、鈴木一史、渡邉剛志
  • 雑誌名: 応用糖質科学 巻: 4 ページ: 107-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction and basic characterization of deletion mutants of the genes involved in chitin utilization by Serratia marcescens 2170. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takano, H. Syouta, T. Miura, C. Ogawa, H. Sugimoto, K. Suzuki, and T. Watanabe
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of the controlled assembly of preclick components in the in situ click chemistry generation of a chitinase inhibitor (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirose T, Maita N, Taniguchi H, Sharpless KB, Omura S, Sunazuka T
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 巻: 110 号: 40 ページ: 15892-15897
  • DOI: 10.1073/pnas.1315049110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Gln679, in addition to Trp687, in chitin-binding activity of the chitin-bindingdomain of chitinase A1 from Bacillus circulans WL-12. (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hara, H. Sugimoto, M. Uemura, K. Akagi, K. Suzuki, T. Ikegami, and T. Watanabe
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 154 号: 2 ページ: 185-193
  • DOI: 10.1093/jb/mvt043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Chitinase Production by the 5'-Untranslated Region of the <i>ybfM</i> in <i>Serratia marcescens</i> 2170 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Toratani, K. Suzuki, M. Shimizu, H. Sugimoto, and T. Watanabe
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 10 ページ: 1920-1924
  • DOI: 10.1271/bbb.120403
  • NAID: 130004054013
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serratia marcescens induces apoptotic cell death in host immune cells via a lipopolysaccharide- and flagella-dependent mechanism. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Ishii, et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 43 ページ: 36582-36592
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.399667
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot chemo-enzymatic route to chitoheptaose via specific transglycosylation of chitopentaose-oxazoline on chitinase-template (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yoshida, Tomonari Tanaka, Masato Noguchi, Atsushi Kobayashi, Kumiko Ishikura, Tatsuya Ikenuma, Hiromu Seno, Takeshi Watanabe, Michinari Kohri, and Shin-ichiro Shoda
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 号: 7 ページ: 689-690
  • DOI: 10.1246/cl.2012.689
  • NAID: 10030786354
  • 査読あり
• [学会発表] Serratia marcescens 2170 のキチン分解利用機構の解析：ChiD，Ctbの発現系構築とCBP21欠損株の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井裕也、五十嵐瑞礎、三浦拓馬、桜井大地、杉本華幸、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Chitin degradation and utilization system of Serratia marcescens 2170. ---Role and regulation of the chiPQ-ctb operon--- (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Miura, H. Minami, C. Ogawa, S. Honma, H. Sugimoto, and K. Suzuki.
  • 学会等名: MIE BIOFORUM 2014 -Lignocellulose Degradation and Biorefine
  • 発表場所: Shima, Mie, Japan
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] 細菌のキチナーゼとキチン分解利用機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉剛志、杉本華幸、鈴木一史
  • 学会等名: 第28回キチンキトサンシンンポジウム
  • 発表場所: 順天堂大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Serratia marcescens 2170 のキチン分解利用機構 -chiPQ-ctbオペロンの機能解 析- (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦拓馬、本間祥太、杉本華幸、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 第28回キチンキトサンシンンポジウム
  • 発表場所: 順天堂大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-08
• [学会発表] Serratia marcescensにおけるキチン分解産物の取り込みとsmall RNAによるキチナーゼ発現制御. (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木一史、小川知佐奈、 南晴香、 杉本華幸、渡邉剛志
  • 学会等名: 第28回キチンキトサンシンンポジウム
  • 発表場所: 順天堂大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-08
• [学会発表] small RNAを介したSerratia marcescensキチン分解利用系制御へのNagC及びChbRの関与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木一史、 小川知佐奈、 南晴香、 髙野慎也、 杉本華幸、渡邉剛志
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学
• [学会発表] Serratia marcescens 2170のキチン分解利用機構ーchiPQ-ctbオペロンの機能ー (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦拓馬、今井裕也、小川知佐奈、 鈴木一史、 杉本華幸、渡邉剛志
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学
• [学会発表] Chitin degradation and utilization system of Serratia marcescens 2170. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, H. Sugimoto, and K. Suzuki
  • 学会等名: 10th Asia-Pacific Chitin and Chitosan Symposium / 27th Japanese Chitin and Chitosan Symposium
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Studies on mechanism of crystalline chitin hydrolysis by Serratia marcescens chitinase B using high-speed atomic force microscopy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, K. Nakamura, Y. Nishino, A. Fujinuma, H. Watanabe, T. Uchihashi, T. Ando, K. Igarashi, M. Wada, M. Samejima, K. Suzuki, and T. Watanabe
  • 学会等名: 10th Asia-Pacific Chitin and Chitosan Symposium / 27th Japanese Chitin and Chitosan Symposium.
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] Regulation of chitin degradation and utilization system by ChiX small RNA in Serratia marcescens. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Suzuki, N. Sasaki, C. Ogawa, M. Shimizu, S. Takano, H. Sugimoto, and T. Watanabe
  • 学会等名: 10th Asia-Pacific Chitin and Chitosan Symposium / 27th Japanese Chitin and Chitosan Symposium
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] Coordinate regulation of the chitin degradation and utilization system by small RNA in Serratia marcescens. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Suzuki, M. Shimizu, C. Ogawa, N. Sasaki, S. Takano, H. Sugimoto, and T. Watanabe
  • 学会等名: American Society for Microbiology 113th General Meeting
  • 発表場所: Colorado Convention Center, Denver, Colorado.
• [学会発表] 構造一体型キチナーゼ Serratia marcescens キチ ナーゼBの結晶性キチン分解機構の解明とフレキシブ ル型キチナーゼとの比較解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本 華幸、中村 啓 太、西野 裕史、藤沼 晶 子、橋詰 義夫、丸屋 良 輔、五十嵐 圭日子、鮫島 正浩、渡辺 大輝、内橋 貴 之、安藤 敏夫、鈴木 一 史、渡邉 剛志
  • 学会等名: 2013年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Serratia marcescensキチナーゼBの特徴と結晶性キチン分解. (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤沼晶子、丸屋良輔、杉本華幸、中村啓太、橋詰義夫、五十嵐圭日子、鮫島正浩、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 第26回キチンキトサンシンンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Serratia marcescens キチナーゼBの結晶性キチン分解機構の解明. (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸、藤沼晶子、中村啓太、西野裕史、五十嵐圭日子、鮫島正浩、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2012年度大会.
  • 発表場所: 新潟薬科大学
• [学会発表] モジュール型キチナーゼによる結晶性キチン分解機構. (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋詰義夫、丸屋良輔、杉本華幸、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2012年度大会.
  • 発表場所: 新潟薬科大学
• [学会発表] 高速原子間力顕微鏡観察を用いたSerratia marcescens キチナーゼBの結晶性キチン分解機構の解明. (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸、藤沼晶子、中村啓太、西野裕史、五十嵐圭日子、鮫島正浩、渡辺大輝、内橋貴之、安藤敏夫、鈴木一史、渡邉剛志
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [学会発表] MicM sRNAによるSerratia marcescensキチン分解利用系の制御. (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木一史、清水麻里、佐々木直美、小川知佐奈、杉本華幸、渡邉剛志
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [備考] 新潟大学農学部応用生物化学科 応用微生物学研究室
• [備考] 新潟大学農学部応用生物化学科 応用微生物学研究室
  • URL: http://www.agr.niigata-u.ac.jp/~ksuzuki/ApplMicro/Welcome.html