• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

バイオミネラリゼーション分子機構に基づく新規機能性ナノデバイスの創製

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 23107505
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

小川 智久  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (80240901)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードバイオミネラリゼーション / 真珠 / X線構造解析 / タンパク質工学 / リン酸化修飾 / マトリックスタンパク質 / ジャッカリン様レクチン / ADPリボシルトランスフェラーゼ / レクチン / 組織プロテアーゼインヒビター / リコンビナント発現
研究実績の概要

本研究では、マベガイ真珠バイオミネラリゼーションタンパク質のX線構造解析とタンパク質工学的解析、さらにマトリックスタンパク質の構造変化を詳細に解析し、真珠バイオミネラリゼーションに重要な構造要因とそのメカニズムを明らかにする。さらに構造制御する人工タンパク質・ペプチド超分子をデザインし、新規機能性材料の作成を目的とした。
1.真珠マトリックスタンパク質のリコンビナント発現系の構築:炭酸カルシウム結晶核形成促進因子である26kDaADPリボシルトランスフェラーゼ様タンパク質(26ART-P)のリコンビナント発現系は,大腸菌発現用にコドンを最適化させた人工遺伝子をもちいたところ,Hisタグ融合タンパク質での発現に成功した。また,ジャッカリン様レクチンPPL2をコンジェリンをタグとした発現系をもちいて十分な発現が見られた。
2.バイオミネラリゼーション制御機構の解明:真珠アラゴナイトマトリックスタンパク質のバイオミネラリゼーションに伴う構造変化を二次元電気泳動により比較した結果,リン酸化修飾による構造変化が示唆された。その主要なタンパク質成分として,26ART-Pとジャッカリン様レクチンなどが検出された。
3.結晶核形成促進因子の立体構造解析:26ART-Pのタンパク質結晶化条件探索を行い結晶を得た。X線露光実験を行い3.0 Aのデータ取得に成功したが、分子置換法では構造決定できなかった。同型置換法による位相決定を試み、K2PtCl4など重原子をソーキングし、Spring8 BL38B1にてMAD(多波長異常分散法)により測定したところ、Pt誘導体で微弱ながらもXAFSシグナルを観測できた。重原子誘導体単結晶MAD測定を行い位相決定を行ったが、モデル構築は困難であった。しかしMAD法が有効である事が確認できた。一方、PPL2AのX線構造解析も3.5A分解能でのデータ取得に成功した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Rhamnose-binding lectins induce respiratory burst activity in macrophage cells from rainbow trout2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, Y.-H. Chang, O. Nakamura, T. Naganuma, T. Ogawa, K. Muramoto
    • 雑誌名

      Fish. Sci

      巻: 79 号: 3 ページ: 513-519

    • DOI

      10.1007/s12562-013-0624-7

    • NAID

      10031158698

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Allosteric regulation of the carbohydrate-binding ability of a novel conger eel galectin by D-mannoside2012

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe, O. Nakamura, K. Muramoto, T. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 287 号: 37 ページ: 31061-31072

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.346213

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galectins in the abdominal cavity of the conger eel Conger myriaster participate in the cellular encapsulation of parasitic nematodes by host cells2012

    • 著者名/発表者名
      O. Nakamura, M. Watanabe, T. Ogawa, K. Muramoto, K. Ogawa, S. Tsutsuia, H. Kamiya
    • 雑誌名

      Fish Shellfish Immunol

      巻: 33 号: 4 ページ: 780-787

    • DOI

      10.1016/j.fsi.2012.07.003

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of transgenic rice plants expressing Dioscprea batatus tuber lectin 1 to confer resistance against brown plant hopper.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura S, Komatsu M, Kaku K, Hori M, Ogawa T, Muramoto K, Kazama T, Ito Y, Toriyama K
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol.

      巻: 29 ページ: 501-504

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tracing Protein Evolution through Ancestral Structures of Fish Galectin2011

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Konno, Atsushi Kitagawa, Mizuki Watanabe, Tomohisa Ogawa, Tsuyoshi Shirai
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 19 号: 5 ページ: 711-721

    • DOI

      10.1016/j.str.2011.02.014

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification and partial characterization of ostrich skeletal muscle cathepsin D and its activity during meat maturation2011

    • 著者名/発表者名
      Krause, J., Tshidino, S.C., Ogawa, T., Watanabe, Y., Oosthuizen, V., Somai, B., Muramoto, K., Naude, R.J.
    • 雑誌名

      Meat Science

      巻: 87 号: 3 ページ: 196-201

    • DOI

      10.1016/j.meatsci.2010.10.009

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversified Carbohydrate-binding Lectins from Marine Resources2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Ogawa, Mizuki Watanabe, Takako Naganuma, Koji Muramoto
    • 雑誌名

      Journal of Amino Acids

      巻: 2011 ページ: 1-20

    • DOI

      10.4061/2011/838914

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マベ真珠バイオミネラリゼーションの分子機構と機能性材料への応用2013

    • 著者名/発表者名
      小川智久
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会シンポジウム4SY25 「バイオミネラリゼーション研究の新展開:ゲノム研究から融合マテリアル研究まで」
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structurally and Functionally Diverse Lectins from Marine Resources2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Ogawa
    • 学会等名
      2nd Annual International Congress of Marine Biotechnology (WCMB2012),
    • 発表場所
      Dalian (China)
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マベガイ真珠由来ジャッカリン関連レクチンによるアラゴナイト結晶の制御2011

    • 著者名/発表者名
      小川智久, 佐藤紗保, 佐藤理恵, 鹿内之寛, 永沼孝子, 村本光二, 尾定誠, 吉見享祐
    • 学会等名
      第5回東北糖鎖研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-12-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質によるアラゴナイト結晶形成制御:真珠バイオミネラリゼーションから学ぶ2011

    • 著者名/発表者名
      小川智久
    • 学会等名
      日本化学会東北支部ナノマテリアルコロキウム
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Reconstraction of ancestral forms and the evolutionary history of fish galectins reveal their rapid adaptive evolution process2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Ogawa, Mizuki Watanabe, Takako Naganuma, Koji Muramoto
    • 学会等名
      Interlec24
    • 発表場所
      Brisbane, Austaralia
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マベガイ由来ジャッカリン関連レクチンの真珠バイオミネラリゼーション機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤紗保, 佐藤理恵, 鹿内之寛, 永沼孝子, 村本光二, 尾定誠, 吉見享祐, 小川智久
    • 学会等名
      第30回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2011-07-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 真珠の輝きの秘密:タンパク質による真珠アラゴナイト結晶および配向性の制御2011

    • 著者名/発表者名
      小川智久
    • 学会等名
      応用数学連携フォーラム第20回ワークショップ
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Experimental molecular archeology: reconstruction of ancestral mutants and evolutionary history of proteins as a new approach in protein engineering. Protein Engineering -Technology and Application (Ed. by T. Ogawa)2013

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T. and Shirai, T.
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      InTech, ISBN 980-953-307-520-9
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Lectins of marine origin and their clinical applications. In: Antitumor potential and other emerging medicinal properties of natural compounds (Ed. by E.F. Fang and T.B. Ng)2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, T. Naganuma, T. Ogawa, and K. Muramoto
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer, ISBN 978-94-007-6213-8.DOI 10.1007/978-94-007-6214-5.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] マベガイのART26Pと選択的に結合するモノクローナル抗体およびそれを用いた良質真珠を生産するマベガイの選別方法2012

    • 発明者名
      小川智久, 小野史織, 永沼孝子
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2012-048082
    • 出願年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi