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異常アミノ酸形成酵素の構造解析、機能改変、ペプチド工学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26292040
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関九州大学

研究代表者

園元 謙二  九州大学, 農学研究院, 教授 (10154717)

研究分担者 神田 大輔  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80186618)
善藤 威史  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (50380556)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワードランチビオティック / 異常アミノ酸 / Nukacin ISK-1 / 翻訳後修飾 / 標的分子 / 細胞壁前駆体lipid II / 核磁気共鳴(NMR)解析 / X線結晶構造解析 / nukacin ISK-1 / 修飾酵素の機能改変解析 / リーダーペプチド / プロタミン / アミノ酸の脱水・環化 / ペプチドデザイン / lipidⅡ / NMR解析 / 2成分制御システムLiaRS / 相互作用領域 / 抗菌ペプチド / 異常アミノ酸形成酵素NukM / ペプチドの機能改変 / 脱水・環化 / 作用機作 / 細胞壁前駆体リピドII / リピドII複合体 / 安定同位体標識
研究成果の概要

NMRによる解析から、Nukacin ISK-1の溶液構造は二状態が化学交換しており、その交換速度kexはおよそ1.5 s-1であった。存在比が高い状態が細胞壁ペプチドグリカン前駆体lipid IIに対して高い親和性を持っていた。そして、nukacin ISK-1のRing C領域にある疎水性アミノ酸側鎖がlipid II脂肪鎖領域との結合に、Ring A近傍領域がlipid IIのリン酸基との結合に関与することが示唆された。異常アミノ酸形成酵素NukMはnukacin ISK-1の前駆体ペプチドのリーダーペプチドを付与することによって、他のペプチドも基質として認識した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ATPase activity regulation by leader peptide processing of ABC transporter maturation and secretion protein, NukT, for lantibiotic nukacin ISK-12018

    • 著者名/発表者名
      Sen Zheng, Jun-ichi Nagao, Mami Nishie, Takeshi Zendo and Kenji Sonomoto
    • 雑誌名

      Applied. Microbiology and Biotechnology

      巻: 102 号: 2 ページ: 763-772

    • DOI

      10.1007/s00253-017-8645-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diversified transporters and pathways for bacteriocin secretion in gram-positive bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Sen Zheng and Kenji Sonomoto
    • 雑誌名

      Applied. Microbiology and Biotechnology

      巻: - 号: 10 ページ: 4243-4253

    • DOI

      10.1007/s00253-018-8917-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LiaRS reporter assay: A simple tool to identify lipid II binding moieties in lantibiotic nukacin ISK-12017

    • 著者名/発表者名
      Khaled M. Elsayed, Mohammad R. Islam, Abdullah-Al-Mahin, Jun-ichi Nagao, Takeshi Zendo and Kenji Sonomoto
    • 雑誌名

      Journal of. Bioscience and. Bioengineering

      巻: 123 号: 3 ページ: 398-401

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.10.002

    • NAID

      40021152950

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In vitro catalytic activity of N-terminal and C-terminal domains in NukM, the post-translational modification enzyme of nukacin ISK-12015

    • 著者名/発表者名
      Chinatsu Shimafuji, Megumi Noguchi, Mami Nishie, Jun-ichi Nagao, Kouki Shioya, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama and Kenji Sonomoto
    • 雑誌名

      Journal of. Bioscience and. Bioengineering

      巻: 120(6) 号: 6 ページ: 624-629

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.03.020

    • NAID

      110010022643

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bactericidal activity of nukacin ISK-1 : an alternative mode of action2014

    • 著者名/発表者名
      Urmi Roy, Mohammad Riazul Islam, Jun-ichi Nagao, Hiroshi lida, Abdullah-Al-Mahin, Mengqi Li, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama, and Kenji Sonomoto
    • 雑誌名

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry

      巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 1270-1273

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.918485

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel bacteriocins from lactic acid bacteria (LAB): various structures and applications2014

    • 著者名/発表者名
      Perez RH, Zendo T, Sonomoto K
    • 雑誌名

      Microb Cell Fact

      巻: 13 号: S1

    • DOI

      10.1186/1475-2859-13-s1-s3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Interdomain cooperation of dual functional ABC transporter NukT for synthesis of lantibiotic, nukacin ISK-12017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      ANTIMIC2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interdomain cooperation of dual functional ABC transporter (ABC transporter maturation and secretion (AMS) protein) for lantibiotic production2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto, Sen Zheng, Jun-ichi Nagao, Mami Nishie, Takeshi Zendo
    • 学会等名
      The 19th Japanese-German Workshop on Enzyme Technology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 異常アミノ酸導入酵素NukMを用いた新規ペプチドデザイン技術の構築2017

    • 著者名/発表者名
      長田弥生,野口萌、永尾潤一、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      第24回日本生物工学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ランチビオティックnukacin ISK-1の生合成に関与するトランスポーターの構造と機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      松永愛美、鄭 森、高城博也、石橋直樹、永尾潤一、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      第23回日本生物工学会九州支部大会
    • 発表場所
      九州工業大学情報工学部(福岡県、飯塚市)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Diversity and Application of Bacteriocins of Lactic Acid Bacteria2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      5th Asian Federation of Societies for Lactic Acid Bacteria International Symposium (AFSLAB Sym 2016)
    • 発表場所
      Taipei(台湾)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mutual regulation between two distant regions of a bifunctional ABC transporter for lantibiotic nukacin ISK-1 exportation2015

    • 著者名/発表者名
      鄭 森, 永尾潤一, 西江麻美, 善藤威史, 園元謙二
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会(2015)
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Novel bacteriocins from lactic acid bacteria: various structures and applications2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      56th international symposium of the Korean Society of Life Science
    • 発表場所
      Changwon(大韓民国)
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bacteriocins from lactic acid bacteria: characterization and potential applications2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Zendo and Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      The Food Microbiology Division Symposium of KoSFoST International symposium
    • 発表場所
      Busan(大韓民国)
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel bacteriocins from lactic acid bacteria: various structures and applications2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      Workshop on bacteriocins from lactic acid bacteria: exploring alternatives for food safety
    • 発表場所
      Bangkok(タイ王国)
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Insights into the molecular mode of action of nukacin ISK-12014

    • 著者名/発表者名
      Abdullah-Al-Mahin, Urmi Roy, Daisuke Fujinami, Mohammad Riazul Islam, Sabrina Momin, Jun-ichi Nagao, Hiroshi Iida, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama, Daisuke Kohda and Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会(2014)
    • 発表場所
      札幌国際会議場(札幌)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Novel bacteriocins from lactic acid bacteria: various structures and applications2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      11th International Symposium on Lactic Acid Bacteria
    • 発表場所
      Egmond aan Zee(オランダ)
    • 年月日
      2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of biosynthetic enzymes and antibacterial action of lantibiotic nukacin ISK-12014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sonomoto, Mami Nishie, Sen Zheng, Jun-ichi Nagao and Takeshi Zendo
    • 学会等名
      4th International Symposium on Antimicrobial Peptides
    • 発表場所
      Lorient(フランス共和国)
    • 年月日
      2014-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unraveling the blueprint of the molecular mode of action of nukacin ISK-1, a type-A(II) lantibiotic2014

    • 著者名/発表者名
      Abdullah-Al-Mahin, Urmi Roy, Daisuke Fujinami, Mohammad Riazul Islam, Sabrina Momin, Jun-ichi Nagao, Hiroshi Iida, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama, Daisuke Kohda and Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      4th International Symposium on Antimicrobial Peptides
    • 発表場所
      Lorient(フランス共和国)
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院農学研究院生命機能科学部門システム生物工学講座微生物工学分野ホームページ

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院農学研究院生命機能科学部門システム生物工学講座微生物工学分野

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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