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2011 年度 実施状況報告書

リパーゼ超誘導の分子機構解明と高立体選択性リパーゼの創製

研究課題

研究課題/領域番号 23580119
研究機関中央大学

研究代表者

石塚 盛雄  中央大学, 理工学部, 教授 (50168241)

研究分担者 赤沼 元気  中央大学, 理工学部, 助教 (30580063)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード脂質 / リパーゼ / 発現制御 / シグナル伝達 / 生体機能利用
研究概要

リパーゼ(LipA)超誘導発現において、難水溶性のstearyl alcohol及び水溶性のBrij 98を培地に添加すると、LipA遺伝子の転写活性が非常に増大することが確認された。Brij 98の方がstearyl alcoholより早い段階でLipA遺伝子の転写が増加していた。LipA遺伝子転写促進因子が結合すると推定される反復配列を見出し、反復配列破壊実験による転写活性の減少が見出された。転写促進因子遺伝子候補のうちの1つの機能解析に成功した。翻訳阻害剤存在下で、Brij 98がLipAの菌体外への分泌を促していることが確認できた。界面活性タンパク質(P15)遺伝子の転写活性も、超誘導剤によって非常に高くなることが確認された。P15遺伝子破壊株ではLipA分泌量が低下したが、精製P15添加によりLipA生産が相補できることがわかった。P15遺伝子とLipA遺伝子の転写調節領域の塩基配列相同性がほとんどないことから別の転写制御を受けていることが考えられる。P15の機能を解明するため、P15を大量発現させて精製し、その特性を評価した結果、溶液の表面張力を低下させる能力を確認した。LipAとP15との共超発現・分泌ネットワークの予備検討のために、stearyl alcoholとBrij 98:を用いて培養し、分泌タンパク質のプロテオーム解析を行った。LipA超誘導剤の添加よって菌体外に分泌される機能未知タンパク質(P17)についても、その機能の特定を試みた。部位特異的変異法によりLipAの熱安定性に関与すると推定されるアミノ酸残基の特定を行った。また、LipA特異的シャペロン固定化カラムを用いた相互作用によるLipA精製法を確立して、至適温度、至適pH、熱安定性を決定した。高立体選択性LipA創製が成功すれば、改変LipAの迅速な精製が可能になると期待できる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「研究の目的」の達成度について、今年度の研究実施計画に基づいて、リパーゼ、P15界面活性タンパク質超誘導(転写、分泌レベル)の詳細が明らかになった。翻訳レベルについても検討中である。リパーゼ遺伝子発現制御因子の1つを見出すことに成功した。超誘導剤を用いた培養分泌外液のプロテオーム解析を行い、「第1段階:リパーゼ・スーパーインデューサー作用ネットワーク機構の総合的解明」に向けた第1年目の結果を得ることができた。部位特異的変異法によりリパーゼの熱安定性に関与すると推定されるアミノ酸残基の特定を行った。また、リパーゼ特異的シャペロン固定化カラムを用いた相互作用によるリパーゼ精製法を確立して、至適温度、至適pH、熱安定性を決定した。次年度の高立体選択性リパーゼ創製の試みが成功すれば、迅速な精製が可能になると期待できる。これにより「第2段階:このシステムを利用した、改良型高立体選択性リパーゼや他の一般有用タンパク質の大量分泌システム確立」に向けて第1歩を踏み出すことができた。

今後の研究の推進方策

今年度の研究計画の遂行状況はおおむね順調だったので、次年度の研究計画に基づいて研究を実施できると考えられる。

次年度の研究費の使用計画

機器備品として、低圧クロマトグラフィーシステム(GEヘルスケア・ジャパン社製・AKTAprime plus)を購入予定であったが、研究分担者への配分額を差し引くと購入困難となり、結局、キャンペーンもなかったため、当該年度における購入は断念し、翌年度に請求する研究費と合わせて購入することにした。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Temperature-dependent self-splicing group I introns in the flagellin genes of the thermophilic Bacillus species2012

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Hayakawa and Morio Ishizuka
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 76(2) ページ: 410-413

    • DOI

      10.1271/bbb.110741

    • 査読あり
  • [学会発表] Co-super-production system of lipase and surface-active protein from Pseudomonas-like bacteria2011

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, M., Ishibashi, H., Miyagawa, T., Akanuma, G., and Ushio, K.
    • 学会等名
      Cell Signaling Networks Conference (CSN2011)
    • 発表場所
      Merida, Mexico
    • 年月日
      October 26, 2011
  • [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80株における界面活性作用蛋白質P15の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      赤沼元気、宮川貴裕、山口麻衣、石橋隼、牛尾一利、石塚盛雄
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011年9月24日
  • [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80におけるリバーゼ発現制御因子探索と高生産株の作製2011

    • 著者名/発表者名
      片桐龍之介、大森結加、高取令依、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011年9月24日
  • [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80 株におけるリバーゼ転写制御因子の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      関谷麻美、佐藤ななえ、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011年9月23日
  • [学会発表] Pseudomonas sp. NT-40由来エステラーゼの精製と機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      岩間佑介、太田友彦、並木謙太、月村亘、赤沼元気、石塚盛雄
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011年9月22日
  • [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80由来リバーゼの分子シャベロンを利用した精製と機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      大澤力、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011年9月22日
  • [備考]

    • URL

      http://ir.c.chuo-u.ac.jp/researcher/profile/00012450.html

  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.chuo-u.ac.jp/~celltech/ishizuka/

URL: 

公開日: 2013-07-10   更新日: 2013-09-11  

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