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2013 年度 実績報告書

真菌類の糖脂質代謝酵素の構造と機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24380058
研究機関九州大学

研究代表者

伊東 信  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40253512)

研究分担者 角田 佳充  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00314360)
沖野 望  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90363324)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード糖脂質 / クリプトコッカス / エルゴステリルグルコシド / ステリルグルコシド分解酵素 / GlcCer / EGCrP
研究概要

クリプトコッカス症の原因菌Cryptococcus neoformansのグルコシルセラミド (GlcCer)は、4/8位に二重結合、9位にメチル基を持つ真菌特異的な長鎖塩基を有し、増殖や感染に重要であることが示されている。我々は真菌類のGlcCer分解酵素としてEGCase-related Protein 1 (EGCrP1) を同定した。C. neoformansのEGCrP1欠損株 (EGCrP1 KO) では、二重結合やメチル基を持たない未成熟なGlcCerが蓄積することから、EGCrP1は合成系と連動してGlcCerの品質管理に関わっていることが示唆される。一方、酸性条件下ではEGCrP1 KOにおいてもGlcCer分解活性が残存していたことから、新たにGlcCer分解酵素を探索した結果、EGCrP1のホモログであるEGCrP2を見出した。大腸菌で発現させたEGCrP2は、C6-NBD-GlcCer のみならず、様々なβ-グルコシドを分解し、GlcCerのみを分解するEGCrP1とは異なる特異性を示した。EGCrP2の生物機能を明らかにするために作製したEGCrP2欠損株 (EGCrP2 KO) とEGCrP1/EGCrP2二重欠損株 (DKO) は、EGCrP1 KOと異なり、エルゴステリル-β-グルコシドが蓄積しており、野生株に比べて対数増殖期の後半から増殖の抑制と細胞の肥大化が観察された。また、これらの変異株の液胞は肥大化していた。以上の結果は、EGCrP2はエルゴステリル-β-グルコシドの分解(異化)経路の責任酵素であることを示している。EGCrP2の欠損は、C. neoformansの増殖に影響を与えることからEGCrP2は抗真菌薬のターゲットとしても有望と考えられる。

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

EGCrP1, EGCrP2遺伝子のノックアウト株および両遺伝子のダブルノックアウト株の取得に成功している。これらの解析からEGCrP1はGlcCer分解酵素、EGCrP2はステリルグルコシド分解酵素と同定することができた。どちらも真菌類では初めての酵素である。

今後の研究の推進方策

本年度は、EGCrP1, 2の阻害剤の探索および両酵素のX線結晶構造解析を試みる。

次年度の研究費の使用計画

本年度は最終年となり、研究を取り纏める必要がある。取り纏めに必要な実験経費(物品費)として繰り越した。
物品費として使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Total cellular glycomics allows characterizing cells and streamlining the discovery process for cellular biomarkers.2013

    • 著者名/発表者名
      Fujitani N, Furukawa J, Araki K, Fujioka T, Takegawa Y, Piao J, Nishioka T, Tamura T, Nikaido T, Ito M, Nakamura Y, Shinohara Y.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 110 (6) ページ: 2105–2110

    • DOI

      10.1073/pnas.1214233110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrios adhere to epithelial cells in the intestinal tract of red sea bream, Pagrus major, utilizing GM4 as an attachment site.2013

    • 著者名/発表者名
      Chisada SI, Shimizu K, Kamada H, Matsunaga N, Okino N, Ito M.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiol. Lett.

      巻: 341(1) ページ: 18-26

    • DOI

      10.1111/1574-6968.12082

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two fatty acid elongases possessing C18-D6/C18-D9/C20-D5 or C16-D9 elongase activity in Thraustochytrium sp. ATCC26185.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohara J, Sakaguchi K, Okita Y, Okino N, Ito M.
    • 雑誌名

      Marine Biotechnology

      巻: 15(4) ページ: 476-486

    • DOI

      10.1007/s10126-013-9496-1

    • 査読あり
  • [学会発表] クリプトコッカス症原因菌の糖脂質代謝経路の解明から浮上した抗真菌剤の新しいターゲット2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺 昂、伊藤友治、石橋洋平、合田初美、宮本智文、池田和貴、沖野 望、田口 良、伊東 信
    • 学会等名
      第86回日本生化学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130911-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] 病原性真菌のEGCrP1とEGCrP2の異なる生理的役割2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺 昂、伊藤友治、石橋洋平、合田初美、宮本智文、池田和貴、沖野 望、田口 良、伊東 信
    • 学会等名
      第32回 日本糖質学会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      20130805-20130807
  • [学会発表] 病原性真菌Cryptococcus neoformansのEGCrP2の生物機能2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺 昂、伊藤友治、石橋洋平、合田初美、宮本智文、池田和貴、沖野 望、田口 良、伊東 信
    • 学会等名
      日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス
    • 年月日
      20130518-20130519

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公開日: 2015-05-28  

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