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2011 年度 実績報告書

マベ真珠アラゴナイトナノ結晶配向制御機構の解明とフォトニック機能材料創製への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20350073
研究機関東北大学

研究代表者

小川 智久  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (80240901)

キーワードバイオミネラリゼーション / ジャカリン様レクチン / ADPリボシルトランスフェラーゼ / リコンビナント / アラゴナイト結晶 / マトリックスタンパク質
研究概要

マベガイ真珠層アラゴナイト形成に関与するマトリックスタンパク質のうち、結晶核形成促進因子26kDaADPリボシルトランスフェラーゼ様タンパク質26P-1(HSC2)および26P-2(HSC3)の大腸菌リコンビナント発現系構築のため、市販のベクター(pET,pGEX)、さらにガレクチン融合タンパク質発現系ベクターをもちいて発現したが、細胞毒性(アルギニン特異的ADPリボシルトランスフェラーゼ活性によるポリペプチド鎖伸張因子への作用)のため、リコンビナントを得ることができなかった。
また、ジャッカリン様レクチンについては、コンジェリンをタグとした融合タンパク質発現系プラスミドを作成した。また、今回結晶化実験において、PPL2Aがアラゴナイト様結晶形成促進作用を示すことがあきらかになった。ジャッカリン様レクチンの立体構造は、4つのβシートからなる部分が3回軸対称(計12のβシート)のβプリズム構造をとるが、PPL2Aも同様の構造をとると推定され、実際にPPL2に存在するジスルフィド結合のCys残基は(他のジャッカリン様レクチンにはない)、立体構造上近い位置に存在する。またジャッカリン様レクチンの3回軸対称のドメインのうち1つは、N末端側βシート2つとC末端側βシート2つからなる。これまでの研究から、PPL2Aは自己組織化により炭酸カルシウム-タンパク質複合体のマトリックスタンパク質として機能することが示されたが、PPL2Aの構造上の特徴から、N末端側βシートとC末端側βシートのドメインスワップにより自己組織化すると推察された。この構造変化に関わるC末端側βシート構造をつなぐループ上に糖鎖結合部位が存在するため、炭酸カルシウムとともに結晶化に与える糖鎖の影響が考えられ調べた。その結果、予想通りPPL2Aの特異糖であるトレハロースが影響し、結晶数を増加させることがわかった。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [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 ページ: 711-721

    • DOI

      doi:10.1016/j.str.2011.02.014

    • 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 ページ: 196-201

    • DOI

      doi:10.1016/j.meatsci.2010.10.009

    • 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

      doi:10.4061/2011/838914

    • 査読あり
  • [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
  • [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
    • 年月日
      2011-09-17
  • [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
      T. Ogawa, M. Watanabe, A. Konno, K. Muramoto, T. Shirai
    • 学会等名
      Interlec24
    • 発表場所
      Brisbane, Austaralia
    • 年月日
      2011-07-28
  • [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
  • [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
    • 年月日
      2011-06-29
  • [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
      特願2012-048082
    • 出願年月日
      2012-03-05

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公開日: 2013-06-26  

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