2001 年度実績報告書

キチナーゼの結晶性キチン分解メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号	12660070
研究機関	新潟大学
研究代表者	渡邉剛志新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)
キーワード	キチナーゼ / Bacillus circulans / Serratia marcescens / FnII Iドメイン / 結晶性キチン
研究概要	キチナーゼの基質であるキチンは結晶性で強固な多糖であり、結晶性キチン分解メカニズムの解明はキチナーゼ研究にとってきわめて本質的な課題である。本研究では細菌キチナーゼの結晶性キチン分解機構を解明するために、Bacillus circulans WL-12のキチナーゼA1とSerratia marcescens2170のキチナーゼAをモデルとして研究を行い、結晶性キチン分解機構の理解を飛躍的に前進させる以下のような成果を得た。 (1)B.circulans WL-12キチナーゼA1の露出した芳香族アミノ酸残基の機能キチナーゼA1は、活性ドメイン・2つのFnII Iドメイン・キチン吸着ドメインの3種、4つのドメインから構成なる。活性ドメイン表面に露出し活性クレフトに向かって直線上に並んだ2つの芳香族アミノ酸残基が見いだし、これらの残基がキチン結晶表面のキチン鎖を活性クレフトに導く役割を果たしていることを明らかにした。 (2)キチナーゼA1のFnII Iドメインの立体構造キチナーゼA1を構成するドメインのうちFnII Iドメインだけが立体構造が不明であった。このドメインのNMRによる構造解析に成功した。立体構造の面からも、このドメインが動物から水平伝播によって獲得されたという仮説が支持された。 (3)S.marcescens2170キチナーゼAの結晶性キチン分解機構キチナーゼAの表面に活性クレフトに向かって直線上に並んだ4つの芳香族アミノ酸残基を見いだした。これらの残基の結晶性キチン分解への寄与を解析し、次のような結晶性キチン分解機構のモデルに到達した。「キチナーゼAはその表面の芳香族アミノ酸残基と結晶性キチン表面の一本のキチン鎖との相互作用によってキチンに吸着する。そして、そのキチン鎖が活性クレフトに導かれて、還元末端側から2糖単位で順次分解されることによって、キチナーゼAは非還元末端方向に移動しながらプロセッシブにキチンを分解する。」

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] J.G.Jee et al.: "Solution structure of the fibrohectin type III domain from Bacillus circulans WL-12 chitinase A1"J.Biol.Chem.. 277. 1388-1397 (2001)
[文献書誌] T.Uchiyama et al.: "Roles of the exposed anomatic residuesin crystalive chain hydrolysis by chitinase A from sermatia marcescens 47a"J.Biol.Chem.. 276. 41343-41349 (2001)
[文献書誌] T.Watanabe et al.: "Trp122 and Trp134 on the surface of the catalytic domain are essential for crystalline clutin hydrosis by B.circulas Ctu AI"FEBS Lett.. 494. 74-78 (2001)
[文献書誌] K.Suzuki et al.: "LysR-type transcriptional requlator chir is essential for production of all clutinases and a chetin-binding protein, CBP-21 in s.marcescens"Biosci-Biotechnol. Biochem. 65. 338-347 (2001)
[文献書誌] M.Hashimoto et al.: "Expression and characterization of the clutin-birding domain of chitinase AI from Bacillus circulans WL-12"J.Bacterial.. 182. 3045-3054 (2000)
[文献書誌] T.Ikegami et al.: "Solution structure of the chitin-binding domain of Bacillus circulaus WL-12 chitinase AI"J.Biol.Chem.. 275. 13654-13661 (2000)

2001 年度 実績報告書

キチナーゼの結晶性キチン分解メカニズム

研究代表者

渡邉 剛志 新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)

研究成果

[文献書誌] J.G.Jee et al.: "Solution structure of the fibrohectin type III domain from Bacillus circulans WL-12 chitinase A1"J.Biol.Chem.. 277. 1388-1397 (2001)

[文献書誌] T.Uchiyama et al.: "Roles of the exposed anomatic residuesin crystalive chain hydrolysis by chitinase A from sermatia marcescens 47a"J.Biol.Chem.. 276. 41343-41349 (2001)

[文献書誌] T.Watanabe et al.: "Trp122 and Trp134 on the surface of the catalytic domain are essential for crystalline clutin hydrosis by B.circulas Ctu AI"FEBS Lett.. 494. 74-78 (2001)

[文献書誌] K.Suzuki et al.: "LysR-type transcriptional requlator chir is essential for production of all clutinases and a chetin-binding protein, CBP-21 in s.marcescens"Biosci-Biotechnol. Biochem. 65. 338-347 (2001)

[文献書誌] M.Hashimoto et al.: "Expression and characterization of the clutin-birding domain of chitinase AI from Bacillus circulans WL-12"J.Bacterial.. 182. 3045-3054 (2000)

[文献書誌] T.Ikegami et al.: "Solution structure of the chitin-binding domain of Bacillus circulaus WL-12 chitinase AI"J.Biol.Chem.. 275. 13654-13661 (2000)

2001 年度実績報告書

渡邉剛志新潟大学, 農学部, 教授 (10201203)