Ｃｒｙトキシンのクリスタル形成機構を利用する画期的なタンパク質生産技術の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23658048
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用昆虫学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 早川 徹 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (30313555)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: Bacillus thuringiensis / Cry4Aa / 大腸菌 / ペプチドタグ4AaCter / シスタチンC / サソリトキシン

研究概要

本研究では殺蚊トキシンCry4Aaに由来するペプチドタグ4AaCter及び4AaB7のタンパク質凝集体形成機構及びその利用に関する研究を進めた。様々な変異体の構築を通して4AaB7内の機能構造を解析した結果、保存されている疎水性アミノ酸の配置がタンパク質凝集体の形成に関与することを示唆した。またペプチドタグ4AaCterを利用して臨床検査薬資材（シスタチンC）や微生物殺虫剤（サソリトキシン）の生産を試み、これらが効率よく且つ安価に生産できることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Potency of insect-specific scorpion toxins on mosquito control using Bacillus thuringiensis Cry4Aa (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto R., Shimizu Y., Howlader M.T.H., Namba M., Iwamoto A., Sakai H., Hayakawa T
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 117 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient production of recombinant cystatin C using a peptide-tag, 4AaCter, that facilitates formation of insoluble protein inclusion bodies in Escherichia coli (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi M, Iwamoto S, Sato S, Sudo S, Takagi M, Sakai H, Hayakawa T
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 巻: 88 ページ: 230-234
  • DOI: 10.1016/j.pep.2013.01.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parasporin 1Ac2, a novel cytotoxic crystal protein isolated from Bacillus thuringiensis B0462 strain (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuroda S, Begum A, Saga M, Hirao A, Mizuki E, Sakai H, Hayakawa T
  • 雑誌名: Current Microbiology 巻: 66 ページ: 475-480
  • DOI: 10.1007/s00284-013-0301-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutational analyses of Cry protein block 7 polypeptides that facilitate the formation of protein inclusion in Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa T., Shimizu Y., Ishida T., Sakai H
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 90 ページ: 1943-1951
  • DOI: 10.1007/s00253-011-3216-4
  • 査読あり
• [学会発表] Bt 菌が産生する殺蚊トキシンCry4Aa の複雑な作用機構について (2014)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, Howlader M.T.H, 中尾早織, 井出徹
  • 学会等名: 日本蚕糸学会第84回大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢
  • 年月日: 20140310-11
• [学会発表] 大腸菌を用いて殺蚊トキシンCry11Aa を効率的に生産する方法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, 佐野乙香, 井出徹
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-05
• [学会発表] Interactions between mosquitocidal Cry4Aa and the brush border membrane proteins of Culex pipiens larvae (2013)
  • 著者名/発表者名: Howlader M.T.H., Nakao S., Sakai H., Hayakawa T
  • 学会等名: 46th Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology
  • 発表場所: Pittsburgh, U.S.A
  • 年月日: 20130811-15
• [学会発表] Novel protein production system using a peptide-tag derived from Bacillus thuringiensis mosquitocidal Cry4Aa toxin (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa T., Sato S., Iwamoto S., Sudo S., Howlader M.T.H., Sakai H
  • 学会等名: 46th Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology
  • 発表場所: Pittsburgh, U.S.A
  • 年月日: 20130811-15
• [学会発表] Functional structures of Cry4Aa toxin that are responsible for the mosquitocidal activity against Culex pipiens (2013)
  • 著者名/発表者名: Howlader M.T.H, , Nakao S., Sakai H., Hayakawa T
  • 学会等名: CARES2013 International Conference on Biotechnology
  • 発表場所: Dhaka, Bangladesh
  • 年月日: 20130525-26
• [学会発表] 殺蚊トキシンCry4Aa とサソリトキシン(BjαIT 及びAahIT)を利用する新規害虫防除法の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, 松本陸, 清水佳孝, 酒井裕
  • 学会等名: 日本蚕糸学会第83回大会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 20130318-19
• [学会発表] 殺蚊トキシンCry11A の受容体結合部位と考えられるドメインII ループ構造への変異導入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金治正泰, 駒田卓也, Howlader M.T.H, 酒井裕, 早川徹
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] 不溶性凝集体形成を促す新規ペプチドタグ(4AaCter)を利用したシスタチンC の効率的生産と精製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林雅浩, 高木麻里, 佐藤真也, 岩本繁久, 須藤薫雄, 酒井裕, 早川徹
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Detection of domainII loops that are responsible for mosquitocidal activity of Cry4Aa from Bacillus thuringiensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Howlader M.T.H., Nakao S., Sakai H., Hayakawa T
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] 殺蚊トキシンCry4Aa に由来するペプチドタグの開発と検査薬成分(抗原タンパク質)の効率的生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, 林雅浩, 高木麻里, 佐藤真也, 岩本繁久, 須藤薫雄, 酒井裕
  • 学会等名: 日本蚕糸学会第82回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] BT 菌に由来するポリペプチドタグを利用した検査薬成分(抗原タンパク質)の効率的生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林雅浩, 高木麻里, 山崎貴郁, 山西勇輝, 佐藤真也, 岩本繁久, 須藤薫雄, 早川徹, 酒井裕
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] BT 菌由来の新規なペプチドタグは効率的なタンパク質生産を可能にする (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井裕, 林雅浩, 佐藤真也, 岩本繁久, 須藤薫雄, 早川徹
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] 昆虫特異的Cry トキシンの新しい利用法-タンパク質を凝集体として発現・蓄積させる新規なペプチドタグの開発- (2011)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, 佐藤真也, 岩本繁久, 須藤薫雄, 酒井裕
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-22
• [図書] 最新昆虫病理学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 早川徹, 酒井裕
  • 総ページ数: (237-242)251
  • 出版者: 講談社