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2016 年度 実施状況報告書

新規抗真菌剤開発のための糸状菌由来ガラクトフラノース転移酵素群の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 26450106
研究機関崇城大学

研究代表者

岡 拓二  崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (50510690)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード糸状菌 / 糖鎖 / 細胞壁 / ガラクトフラノース / 糖転移酵素 / Aspergillus fumigatus / 肺アスペルギルス症
研究実績の概要

病原性糸状菌Aspergillus fumigatus 由来のGfsAに関する機能解析を進め、本酵素がβ1,5-ガラクトフラノース (Galf) 転移酵素であることを示す、確固たる証拠を得た。パラニトロフェノールにβ-ガラクトフラノースを結合させた基質であるpNP-β-Galfと大腸菌を用いて発現および精製した組換えGfsAをUDP-Galfとともに反応させることで新規に合成された化合物Aを約1 mg精製し、LC-MS、1H-NMRおよびメチル化分析に供した。その結果、化合物Aの分子量はGalf-Galf-β-pNPの分子量と完全に一致した。また、化合物Aに対する1H-NMRによってGalf-β1,5-Galf- 結合に固有のケミカルシフト(5.226 ppm)を検出することが出来た。さらに、化合物Aをメチル化分析に供したところ、Galf-β1,5-Galf- 結合をもっていることが明らかになった。以上の結果より、GfsAは、UDP-Galf β-Galf: β1,5-galactofuranosyltransferaseであることが明らかになった。一方で、gfsA破壊株より抽出した真菌型ガラクトマンナンの構造を1H-NMR、13C-NMRおよびメチル化分析によって解析したところ、gfsA破壊株では、真菌型ガラクトマンナン中のGalf-β1,5-Galf結合が減少していることが示された。これは、GfsAが真菌型ガラクトマンナン中のGalf-β1,5-Galf結合の生合成を担っていることを示す初めての証拠となった。さらに、酵素的な諸性質の解析についても進め、本酵素の最適反応条件を決定した。GfsAの立体構造解析については、結晶が得られ、結晶解析を試み、いくつかの座標が求められたが構造の解明には至らなかった。

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

GfsAについて、酵素機能がUDP-ガラクトフラノースを糖供与体として、β-ガラクトフラノースにβ1,5-ガラクトフラノースを転移する酵素であることを初めて明らかにすることができた。また、GfsAが真菌型ガラクトマンナンのGalf-β1,5-Galf結合の生合成を担っていることを初めて示すことができた。

今後の研究の推進方策

今後、GfsAのパラログであるGfsB-Hについて解析を進めていく。GfsAの立体構造解析についても進めていく。今後、糸状菌のガラクトマンナン生合成の全貌を明らかにしようとしている。このことは近い将来、新規な作用機序を持つ抗真菌薬の開発に繋がるものであると信じている。結晶化についても、基質との共結晶を取得し、構造解析を進めていく。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] GfsA is a β1,5-galactofuranosyltransferase involved in the biosynthesis of the galactofuran side chain of fungal-type galactomannan in Aspergillus fumigatus2017

    • 著者名/発表者名
      Katafuchi Yukako、Li Qiushi、Tanaka Yutaka、Shinozuka Saki、Kawamitsu Yohei、Izumi Minoru、Ekino Keisuke、Mizuki Keiji、Takegawa Kaoru、Shibata Nobuyuki、Goto Masatoshi、Nomura Yoshiyuki、Ohta Kazuyoshi、Oka Takuji
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 27 ページ: 568~581

    • DOI

      10.1093/glycob/cwx028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of a PA14 domain-containing galactofuranose-specific β-D-galactofuranosidase from Streptomyces sp.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga E., Higuchi Y., Mori K., Yairo N., Toyota S., Oka T., Tashiro K., Takegawa K.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 印刷中 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1300518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of Galactofuranose-containing Glycans in Filamentous Fungi.2016

    • 著者名/発表者名
      Oka T., Goto M.
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 28 ページ: E39-E45

    • DOI

      10.4052/tigg.1428.1E

    • 査読あり
  • [学会発表] 糸状菌と植物の糖鎖生合成に関与する諸酵素に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      岡拓二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspergillus fumigatusのガラクトフラノース転移酵素(AfGfsA)の酵素的諸性質の解析2016

    • 著者名/発表者名
      川満洋平, 李秋実, 田中大, 浴野圭輔, 竹川薫, 後藤正利, 柴田信之, 太田一良, 岡拓二
    • 学会等名
      第16回糸状菌コンファレンス
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
  • [学会発表] Aspergillus fumigatusの推定β1,6-ガラクトフラノース転移酵素遺伝子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      李秋実, 田中大, 浴野圭輔, 竹川薫, 後藤正利, 柴田信之, 太田一良, 岡拓二
    • 学会等名
      第16回糸状菌コンファレンス
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
  • [学会発表] Aspergillus nidulans の分生子形成に関与する糖転移酵素様機能未知膜タンパク質の解析2016

    • 著者名/発表者名
      川満洋平, 浴野圭輔, 竹川薫, 後藤正利, 太田一良, 岡拓二
    • 学会等名
      2016年度日本農芸化学会西日本支部大会(長崎)
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] Aspergillus fumigatusにおける新規ガラクトフラノース転移酵素の探索および機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      李秋実, 浴野圭輔, 竹川薫, 後藤正利, 太田一良, 岡拓二
    • 学会等名
      2016年度日本農芸化学会西日本支部大会(長崎)
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] Aspergillus 属糸状菌に特異な糖鎖の生合成に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      岡拓二
    • 学会等名
      糸状菌遺伝子研究会
    • 発表場所
      北とぴあ(東京都北区)
    • 年月日
      2016-06-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 糸状菌の真菌型ガラクトマンナン生合成の解明を目指して2016

    • 著者名/発表者名
      岡拓二
    • 学会等名
      比較グライコーム研究会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-11

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公開日: 2018-01-16  

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