カルシウム依存性レクチンの糖鎖認識機構及び細胞膜内イオンチャネル形成機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 畠山 智充 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50228467)
• 研究分担者: 海野 英昭 長崎大学, 大学院工学研究科, 助教 (10452872)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: レクチン / 糖鎖 / 部位特異的変異 / X線結晶構造解析 / 蛋白質工学

研究概要

生体防御系をはじめとして，生体内での分子認識に重要な役割を果たしているカルシウム依存性レクチンの糖鎖認識機構の解明を行うことを通して，糖認識部位アミノ酸を変異させることにより既存のレクチンの糖結合特異性を人為的に変換することに成功した。また，カルシウム依存的溶血性レクチンCEL-IIIの部位特異的変異実験及びそのオリゴマー構造の立体構造解析結果から，CEL-IIIの立体構造変化と，細胞膜中での膜貫通七量体形成機構を解明し，天然界に広く存在する細胞膜孔形成毒素タンパク質の機能発現機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Hemolytic lectin CEL-III heptamerizes via a large structural transition from α-helices to a β-barrel during the transmembrane pore-formation process (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Unno, Shuichiro Goda, and Tomomitsu Hatakeyama
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.541896
  • 査読あり
• [雑誌論文] 海洋性棘皮動物グミ由来レクチンCEL-I 刺激によるマウスマクロファージ株細胞RAW264.7 からの一酸化窒素及び腫瘍壊死因子-α放出に対するリコペンの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野幹憲、山西智大、畠山智充、山口健一、小田達也
  • 雑誌名: 日本食品化学学会誌 巻: 20(3) ページ: 196-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alteration of the carbohydrate-binding specificity of a C-type lectin CEL-I mutant with an EPN carbohydrate-binding motif (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomomitsu Hatakeyama, Tomohiro Ishimine, Tomohiro Baba, Masanari Kimura, Hideaki Unno and Shuichiro Goda
  • 雑誌名: Protein & Peptide Letters 巻: 20(7) ページ: 796-801
  • DOI: 10.2174/0929866511320070009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the amino acid residues involved in the hemolytic activity of the Cucumaria echinata lectin CEL-III (2013)
  • 著者名/発表者名: Keigo Hisamatsu, Tomonao Nagao, Hideaki Unno, Shuichiro Goda, Tomomitsu Hatakeyama
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta -General Subjects 巻: 1830 ページ: 4211-4217
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.04.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of detergents on the oligomeric structures of the hemolytic lectin CEL-III as determined by small-angle X-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Goda, Hitoshi Sadakata, Hideaki Unno, and Tomomitsu Hatakeyama
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 77(3) ページ: 679-681
  • DOI: 10.1271/bbb.120981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic study of oligomers of the haemolytic lectin CEL-III from the sea cucumber Cucumaria echinata (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Unno, Keigo Hisamatsu, Tomonao Nagao, Yuki Tateya, Naoki Matsumoto, Shuichiro Goda, and Tomomitsu Hatakeyama
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: F69 ページ: 416-420
  • DOI: 10.1107/S1744309113004065
  • 査読あり
• [雑誌論文] An assay for carbohydrate-binding activity of lectins using polyamidoamine dendrimer conjugated with carbohydrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomitsu Hatakeyama, Ryota Karino, Yasuaki Terai, Masanari Kimura, Hideaki Unno, and Shuichiro Goda
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 76(10) ページ: 1999-2001
  • DOI: 10.1271/bbb.120520
  • 査読あり
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III の多量体化における構造変化の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長尾 知直、貞方 仁、海野 英昭、郷田 秀一郎、畠山 智充
  • 学会等名: 第37回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 雲仙市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III の膜結合ドメイン内アミノ酸変異体の性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真崎理沙,長尾知直,市瀬彩香,久松啓伍,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第37回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 雲仙市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] マガキ由来マンノース特異的レクチンの精製および機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辻慶輝、松山一輝、郷田秀一郎、海野英昭、畠山智充
  • 学会等名: 第37回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 雲仙市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] C 型レクチンCEL-I の糖結合部位アミノ酸置換による特異性変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森内 裕美、海野英昭、郷田秀一郎、畠山 智充
  • 学会等名: 第37回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 雲仙市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] マガキ由来マンノース特異的レクチンCGL-1 の結晶構造と糖認識機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 海野英昭,松山一輝,辻慶輝,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Roles of the amino acid residues in domain 3 of the hemolytic lectin CEL-III as examined by site-directed mutagenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Ichise, Tomonao Nagao, Yoshiteru Tsuji, Keigo Hisamatsu, Hideaki Unno, Shuichiro Goda, and Tomomitsu Hatakeyama
  • 学会等名: The 27th Annual Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2013-07-21
• [学会発表] Transmembrane pore structure formed by the hemolytic lectin CEL-III heptamer (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomomitsu Hatakeyama, Shuichiro Goda, and Hideaki Unno
  • 学会等名: The 27th Annual Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2013-07-21
• [学会発表] 溶血性レクチンの多量体化における構造変化の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長尾知直,貞方仁,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III の膜孔形成複合体結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] サンゴ由来レクチン相同性タンパク質の糖認識機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 郷田秀一郎,工藤彰洋,牛島佑樹,海野英昭,畠山智充
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] 棘皮動物グミ由来C 型レクチンCEL-I の糖結合部位アミノ酸変異による糖特異性変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 畠山智充,森内裕美,海野英昭,郷田秀一郎
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] マガキ由来マンノース特異的レクチンの精製と構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辻慶輝,松山一輝,郷田秀一郎,畠山智充,海野英昭
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III の膜結合ドメイン内アミノ酸変異体の性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市瀬彩香,長尾知直,真崎理沙,久松啓伍,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成25 年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀市
  • 年月日: 2013-05-19
• [学会発表] C 型レクチンCEL-I の糖結合部位変異導入による特異性変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森内裕美,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成25 年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀市
  • 年月日: 2013-05-19
• [学会発表] マガキ由来マンノース特異的レクチンの精製および構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辻慶輝,松山一輝,郷田秀一郎,海野英昭,畠山智充
  • 学会等名: 平成25 年度日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀市
  • 年月日: 2013-05-19
• [学会発表] 棘皮動物グミ由来溶血性レクチンCEL-III の細胞膜貫通オリゴマー構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 畠山智充,郷田秀一郎,海野英昭
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013 年度大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] マガキ由来マンノース特異的レクチンの精製と性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辻慶輝,松山一輝,郷田秀一郎,海野英昭,畠山智充
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013 年度大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] C 型レクチンファミリータンパク質マウスRegIV の大腸菌による発現とその性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤裕太,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013 年度大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III オリゴマーの結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 海野 英昭, 郷田 秀一郎, 畠山 智充
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] 糖付加デンドリマーを用いたイトマキヒトデレクチン及びその変異体の糖結合活性測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小松紗世,海野英昭,郷田秀一郎,沖野望, 伊東 信,畠山智充
  • 学会等名: 平成24 年度日本農芸化学会西日本支部および日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部合同大会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] ポリアミドアミンデンドリマーを用いたレクチン-糖質間相互作用測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田りつえ,狩野良太,中山大路,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成24 年度日本農芸化学会西日本支部および日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部合同大会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] 溶血性レクチンCEL-III の膜孔形成複合体結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第36回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] C 型レクチンCEL-I の糖結合部位アミノ酸の変異による糖特異性の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 辻 慶輝,馬場智大,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 第36回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] イトマキヒトデレクチンおよびその変異体の糖結合活性測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 畠山智充,小松紗世,小笠原未紗,馬場智大,狩野良太,海野英昭,郷田秀一郎,沖野 望1,伊東 信1
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012 年度大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 糖結合部位に変異を導入したC 型レクチンCEL-IV の糖結合特異性と立体構造の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本多麻美,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会西日本支部・中四国支部合同大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] C 型レクチンCEL-I の糖結合部位アミノ酸置換による結合特異性の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬場智大,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会西日本支部・中四国支部合同大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 糖鎖付加デンドリマーを用いたレクチン活性測定法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 狩野良太,海野英昭,郷田秀一郎,畠山智充
  • 学会等名: 平成23年度日本農芸化学会西日本支部・中四国支部合同大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2011-09-17
• [図書] 機能性糖質素材の開発と食品への応用II 第4 章6 レクチンによる糖鎖認識(井上國世 監修) (2013)
  • 著者名/発表者名: 畠山智充
  • 総ページ数: 252-260
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://naosite.lb.nagasaki-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.ch.nagasaki-u.ac.jp/bio/