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2016 年度 実績報告書

藍藻及び原始植物葉緑体の表層膜安定化機構の解明とその進化的関連性の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K20860
研究機関東北大学

研究代表者

児島 征司  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20745111)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード細胞壁 / ペプチドグリカン / 外膜 / チャネル / 進化
研究実績の概要

[1]具体的内容: 外膜の安定的維持に必須の細胞壁ペプチドグリカン (PG) 接着性の蛋白質として H27 年度に単離した藍藻 Synechocystis sp. PCC6803 (以下 Synechocystis) の Slr0042/1841/1908 及び灰色藻 Cyanophora paradoxa の葉緑体(以下 cyanelle) の二つの主要外膜蛋白質 (CppS/F と命名)の機能解析を、昨年度に引き続き行った。Slr0042/1841/1908 は C 末端側の膜貫通領域で、無機イオン等の分子量の小さな物質を非特異的に透過する拡散チャネルを形成していることを明らかにした。一方、サイズの比較的大きい炭水化物などの有機化合物は本チャネルを通過しなかった。藍藻は独立栄養性であるため、必ずしも外から有機化合物を取り入れる必要がない。従って本チャネルは藍藻の栄養生理によく適合した性質を持つと言える。CppS/F に関しては昨年度得た成果をまとめて論文を作成した。本成果はJ. Biol. Chem. に掲載された。
[2]意義・重要性:①藍藻から原始的葉緑体 (cyanelle) への進化的変換過程で、非藍藻系統(恐らく、グラム陰性細菌 Planctomycetes 門由来と思われる)由来の外膜蛋白質が藍藻由来の外膜蛋白質と入れ替わったことが初めて明らかになった。本成果は、葉緑体の成り立ちにおける非藍藻系統由来因子の関与を示した初めての例である。②藍藻の外膜についてのこれまでの知見は断片的であったが、本研究で、外膜チャネルの性質と外膜透過性についての情報がはっきりと得られた。本成果は、藍藻から葉緑体への進化過程における外膜の性質変換を考察するうえで貴重な知見となる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Outer membrane proteins derived from non-cyanobacterial lineage cover the peptidoglycan of Cyanophora paradoxa cyanelles and serve as a cyanelle diffusion channel.2016

    • 著者名/発表者名
      Kojima S, Muramoto K, Kusano T
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 291 ページ: 20198-20209

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.746131

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Peptidoglycan-associated outer membrane protein Mep45 of rumen anaerobe Selenomonas ruminantium forms a non-specific diffusion pore via its C-terminal transmembrane domain.2016

    • 著者名/発表者名
      Kojima S, Hayashi K, Tochigi S, Kusano T, Kaneko J, Kamio Y
    • 雑誌名

      Biosci. Biotech. Biochem.

      巻: 80 ページ: 1954-1959

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1194185

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bifunctional outer membrane protein of ruminal bacteria that acts as a diffusion channel via its C-terminal region and as an anchor binding to the peptidoglycan via its N-terminal region.2017

    • 著者名/発表者名
      Kojima S
    • 学会等名
      Protein & Peptide conference-2017
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シアノバクテリア Synechocystis sp. PCC 6803 外膜の有機炭素及び無機イオン透過性の解析2017

    • 著者名/発表者名
      木幡光、栃木佐枝子、高橋秀幸、児島征司
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2017 年度大会
    • 発表場所
      京都女子大(京都)
    • 年月日
      2017-03-19
  • [学会発表] Outer Membrane Permeability and Stability of Gram-negative Bacteria, in the Context of Multi-drug Resistance and Generation of Primitive Chloroplast.2016

    • 著者名/発表者名
      Kojima S
    • 学会等名
      Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] グラム陰性細菌及び原始的葉緑体の外膜の基本機能とその構造的安定性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      児島征司
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      山形大学農学部(鶴岡)
    • 年月日
      2016-10-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 偏性嫌気性細菌 Selenomonas ruminantium の主要外膜蛋白質 Mep45 は C 末端側 341 残基で拡散チャネルを形成する2016

    • 著者名/発表者名
      林華奈子、金子淳、栃木佐枝子、草野友延、神尾好是、児島征司
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第 151 回大会
    • 発表場所
      山形大学農学部(鶴岡)
    • 年月日
      2016-10-09
  • [学会発表] 灰色藻の葉緑体外膜に存在する非藍藻系統由来の細胞壁ペプチドグリカン結合型外膜チャネル2016

    • 著者名/発表者名
      児島征司、村本光二、草野友延
    • 学会等名
      日本植物学会第 80 回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
  • [学会発表] Proteins originated from a non-cyanobacterial lineage constitute the dominant peptidoglycan-associated outer membrane protein in C. paradoxa cyanelle and serve as non-specific diffusion channel.2016

    • 著者名/発表者名
      Kojima S., K. Muramoto, and T. Kusano
    • 学会等名
      Bacterial Cell Surfaces, Gordon Research Conferences
    • 発表場所
      West Dover, VT, USA
    • 年月日
      2016-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] グラム陰性細菌及び原始的葉緑体の外膜の基本機能とその構造的安定性に関する研究

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/tekio/wordpress/wp-content/themes/lsab_wp/img/Kojima_HP/kojima.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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