酵素と基質の分子共進化の研究-硬骨魚の孵化の機構をモデルとして

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21570240
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 安増 茂樹 上智大学, 理工学部, 教授 (00222357)
• 連携研究者: 西田 睦 東京大学, 海洋研究所, 教授 (90136896) ; 永田 宏次 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (30280788)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 機能進化 / 共進化 / 孵化酵素 / 遺伝子重複 / 卵膜

研究概要

真骨魚類の孵化は、単一酵素系から、効率の良い2種(cladeIとII酵素)の分解系に進化したことがわかる。卵膜分解機構を調べるとcladeI酵素が祖先型活性を維持し、cladeII酵素は、2つの新たな卵膜切断点を獲得することで新規機能酵素へと進化したことが考えられる。新規切断点の獲得は、卵膜の配列変化が強く関与していることが示唆される。本研究は、基質と酵素の分子共進化をタンパク質機能のレベルで示した一例となる。

研究成果

• [雑誌論文] Hatching enzyme of Japanese eel Anguilla japonica and the possible evolution of the egg envelope digestion mechanism (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano K, Kawaguchi M, Yoshikawa M, Kaneko T, Tanaka T, Iuchi I and Yasumasu S
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 ページ: 3711-3723
  • DOI: DOI:10.1111/j.1742-4658.2011.08289.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conservation of the egg envelope digestion mechanism of hatching enzyme in euteleostean fishes (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi M, Yasumasu S, Shimizu A, Sano K, Iuchi I, Nishida M
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 277 ページ: 4973-4987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of the teleostean zona pellucida gene inferred from the egg envelope protein genes of the Japanese eel, Anguilla japonica (2010)
  • 著者名/発表者名: Sano K, Kawaguchi M, Yoshikawa M, Iuchi I, Yasumasu S
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 277 ページ: 4674-4684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intronloss evolution of hatching enzyme gene in Teleostei (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi M, Hiroi J, Miya M, Nishida M, Iuchi I, Yasumasu S
  • 雑誌名: BMC Evol Biol 巻: 27 10 ページ: 260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of zebrafish hatching enzyme 1 from the zebrafish Danio rerio (2010)
  • 著者名/発表者名: Okada A, Sano K, Nagata K, Yasumasu S, Ohtsuka J, Yamamura A, Kubota K, Iuchi I, Tanokura M
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 8(402) ページ: 865-878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of egg envelope digestion by hatching enzymes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasumasu S, Kawaguchi M, Ouchi S, Sano K, Murata K, Sugiyama H, Akema T, Iuchi I
  • 雑誌名: HCE and LCE in medaka, Oryzias latipes 巻: 148 ページ: 439-448
  • 査読あり
• [学会発表] ニシン・骨鰾類の2種の孵化酵素の孵化酵素と卵膜の分子共進化卵膜分解機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野香織・川口眞理・井内一郎・安増茂樹
  • 学会等名: 第82回日本動物学会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 孵化酵素と卵膜の分子共進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口眞理・西田睦・安増茂樹
  • 学会等名: 第13回日本進化学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] タンパク質機能の進化:魚類孵化酵素による卵膜分解メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野香織・川口眞理・安増茂樹
  • 学会等名: 13回日本進化学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] Evolution of protein function : the mechanism of egg envelope digestion by fish hatching enzymes as a model (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sano, Mari Kawaguchi, and Shigeki Yasumasu
  • 学会等名: Annual Conference of Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] アユ孵化酵素遺伝子群のゲノム構造の探査 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村健太郎・川口眞理・竹花佑介・成瀬清・安増茂樹
  • 学会等名: 第64回日本動物学会関東支部大会
  • 発表場所: 東邦大学習志野キャンパス
  • 年月日: 2011-03-17
• [図書] Molecular evolution of teleostean hatching enzymes and their egg envelope digestion mechanism : an aspect of co-evolution of protease and substrate. In Medaka : A Model for Organogenesis, Human Disease and Evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasumasu S, Sano K, Kawaguchi M
  • 総ページ数: 361-374
  • 出版者: Springer