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2015 年度 実施状況報告書

抗菌ペプチドの膜中での構造変化と相互作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 26440072
研究機関北海道大学

研究代表者

相沢 智康  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 准教授 (40333596)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード微生物 / ペプチド / 抗菌
研究実績の概要

まず、NMR法による抗菌ペプチドの解析を効率的に進めるために、昨年度に引き続き、安定同位体標識ペプチドの調製法の検討を進めた。組換え抗菌ペプチドの発現の際に問題となる、発現宿主に対する毒性の回避や、発現したペプチドの分解を回避する技術の検討を積極的に進めた。まず、インセクトデフェンシンに分類される線虫由来抗菌ペプチドABF2の大量発現で開発に成功した共発現による不溶性顆粒化促進技術を哺乳類由来αデフェンシンの一種であるマウス由来crp4を対象とした発現系に応用し、効率的な試料調製技術の開発に成功し、国際学術誌に発表した。また、植物由来抗菌ペプチドであるSN1を対象として、不溶性顆粒を安定化させ発現量を増加させることにも成功した。SN1については、複雑なジスルフィド架橋の形成が試料調製上問題となるため、酵母分泌系による発現技術の開発も進め、安定な発現が可能であることを示し、NMR解析により、天然型と同等のジスルフィド結合を形成していることを証明し、その成果を国際学術誌に発表した。
また、これらの成果により、調製に成功した試料を活用して、NMR法による相互作用、構造解析を進めた。まずABF2の解析では、遺伝子組換え技術を活用した安定同位体試料を活用して、C末端領域が抗菌活性を発現する際に細菌膜と相互作用する際に重要な残基の同定に成功し、活性発現機構のモデルを提唱した。また、線虫由来抗菌ペプチドCP1を対象とした解析でも、昨年度までの研究成果として得られたペプチド高発現系を活用し、安定同位体標識試料を調製、Tr-NOEを利用したLPSとの相互作用時の立体構造解析に成功した。グラム陰性菌外膜との相互作用に重要と予想されるCP1のC末端側の疎水性領域を同定し、その領域がαヘリックス構造を形成して機能を発揮することを明らかにし、この成果を国際学術誌に発表した。

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

当初の研究実施計画に基づき、安定同位体標識抗菌ペプチドを活用したNMR法による相互作用解析、構造解析を展開し、特徴的な成果を得ることに成功しており、研究全体として概ね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

遺伝子組換え抗菌ペプチドのNMR解析への有用性を証明する成果をあげることに成功していることから、引き続き、試料調製法の改良と応用を進めると共に、立体構造解析、相互作用解析への応用研究をさらに展開する。

次年度使用額が生じた理由

計画で予定していた消耗品の購入を一部、次年度以降に予定しているため。

次年度使用額の使用計画

次年度、消耗品の購入を行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] カルガリー大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      カルガリー大学
  • [雑誌論文] Expression, purification and characterization of the recombinant cysteine-rich antimicrobial peptide snakin-1 in Pichia pastoris.2016

    • 著者名/発表者名
      Kuddus MR, Rumi F, Tsutsumi M, Takahashi R, Yamano M, Kamiya M, Kikukawa T, Demura M, Aizawa T.
    • 雑誌名

      Protein Expr Purif.

      巻: 122 ページ: 15~22

    • DOI

      10.1016/j.pep.2016.02.002

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lipopolysaccharide-bound structure of the antimicrobial peptide cecropin P1 determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy.2016

    • 著者名/発表者名
      Baek MH, Kamiya M, Kushibiki T, Nakazumi T, Tomisawa S, Abe C, Kumaki Y, Kikukawa T, Demura M, Kawano K, Aizawa T.
    • 雑誌名

      J Pept Sci.

      巻: 22 ページ: 214~221

    • DOI

      10.1002/psc.2865

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient production of a correctly folded mouse α-defensin, cryptdin-4, by refolding during inclusion body solubilization.2015

    • 著者名/発表者名
      Tomisawa S, Sato Y, Kamiya M, Kumaki Y, Kikukawa T, Kawano K, Demura M, Nakamura K, Ayabe T, Aizawa T.
    • 雑誌名

      Protein Expr Purif.

      巻: 112 ページ: 21~28

    • DOI

      10.1016/j.pep.2015.04.007

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ジャガイモ由来抗菌ペプチドsnakin-1の安定的な発現・精製系の構築とNMRによる構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      山野めぐみ、神谷昌克、熊木康裕、菊川峰志、出村誠、相沢智康
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [学会発表] 抗菌ペプチドantibacterial factor-2(ABF-2)が持つ特徴的なC末端側領域の機能的役割2016

    • 著者名/発表者名
      桑畑佳奈、神谷昌克、菊川峰志、出村誠、相沢智康
    • 学会等名
      日本生物物理学会北海道支部例会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-14
  • [学会発表] 組換え抗菌ペプチドの安定生産技術とその解析への利用2015

    • 著者名/発表者名
      相沢智康
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-26
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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