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2010 年度 実績報告書

微生物由来不凍タンパク質の構築原理と分子進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20570118
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

近藤 英昌  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (80357045)

研究分担者 西宮 佳志  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (00357716)
津田 栄  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究グループ長 (70211381)
星野 保  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究グループ長 (60357944)
キーワード生物物理 / 微生物 / X線結晶構造解析 / 不凍タンパク質
研究概要

不凍タンパク質は氷結晶に特異的に結合し、その成長を抑制する性質を有している。本研究では低温環境下に生息する菌類や珪藻類、バクテリアなどの好冷性微生物に共通して存在している不凍タンパク質ファミリーの立体構造と不凍機能を解析することによって、氷結晶結合メカニズムと分子進化に関する知見を得ることを目的とする。
本年度はバクテリア(Colwellia sp)由来不凍タンパク質を結晶化し構造解析を行った。その結果、この不凍タンパク質の骨格構造は、昨年度までに解析した好冷性担子菌イシカリガマホタケの不凍タンパク質と類似したものであることが明らかとなった。一方、これら二つの不凍タンパク質の不凍活性には大きな差異があることがわかっている。このことから分子表面に位置する残基のうち、アミノ酸配列の相同性の低い部位が不凍活性へ関与する部位であることが示唆された。
また、一つの微生物には、アミノ酸配列にわずかに差異がある不凍タンパク質のアイソフォームが多種類存在することが知られている。本年度はイシカリガマホタケ不凍タンパク質の複数のアイソフォームを遺伝子組換えタンパク質として取得し、詳細な機能解析を行った。その結果、これらアイソフォーム間にも不凍活性と氷結晶への特異性に大きな差異があることが明らかになった。前述の結晶構造解析と同様に、アミノ酸配列の異なる部位が不凍活性の違いに関与していることが示唆された。
以上のことから、好冷性微生物に由来する不凍タンパク質には、不凍タンパク質の基本的な性質の発現に寄与する共通した分子骨格構造が存在し、局所的なアミノ酸の置換によって生育環境に応じた不凍機能を特化させている可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] Expression and characterization of recombinant antifreeze proteins from cold-adapted microorganisms2010

    • 著者名/発表者名
      花田祐一、近藤英昌、肖楠、西宮佳志、星野保、三浦愛、津田栄
    • 学会等名
      第32回極域生物シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所(東京都)
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] Antifreeze activities of fungi and sea ice diatoms from Antarctica2010

    • 著者名/発表者名
      肖楠、花田祐一、Sushruta Hakkimane、西宮佳志、近藤英昌、津田栄、星野保
    • 学会等名
      第32回極域生物シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所(東京都)
    • 年月日
      2010-11-30
  • [学会発表] 南極海氷細菌Colwellia sp.由来不凍タンパク質の不凍機能の解析2010

    • 著者名/発表者名
      花田祐一
    • 学会等名
      第11回極限環境生物学会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2010-11-16
  • [学会発表] CRYSTAL STRUCTURE OF ANTIFREEZE PROTEIN FROM A SNOW MOLD FUNGUS2010

    • 著者名/発表者名
      近藤英昌
    • 学会等名
      The 12th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 好冷性担子菌不凍タンパク質アイソフォームの活性解析2010

    • 著者名/発表者名
      関玄彦
    • 学会等名
      第55回低温生物工学会大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2010-06-26
  • [学会発表] 好冷性担子菌不凍タンパク質の結晶構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      近藤英昌、花田祐一、肖楠、関玄彦、杉本宏、星野保、三浦愛、津田栄
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2010-06-17
  • [学会発表] 好冷性担子菌不凍タンパク質アイソフォームの活性の解析2010

    • 著者名/発表者名
      関玄彦、肖楠、花田祐一、近藤英昌、星野保、三浦愛、津田栄
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2010-06-16

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公開日: 2012-07-19  

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