殺蚊蛋白質Cry4Aaの受容体認識機構の解明と新規特性を備えた殺虫蛋白質の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

殺蚊トキシンCry4Aaは他の多くのCryトキシンと極めて類似する構造(3ドメイン構造)を持つにもかかわらず、殺虫活性に関与する機能構造が他のトキシンと異なることがこれまでの研究結果から示唆されている。Cry4Aaの作用機構を解明し、他のCryトキシンとの相違点を明らかにすることは、効率的な害虫防除システムを構築する上でも重要と考えられる。本研究ではこれまでCry4Aaの機能構造解析を中心に研究を進めてきたが、本年度は特に殺虫活性に関連する様々な因子(糖や2価陽イオンなど)についての解析を進め、以下のような成果を得た。糖が殺虫活性に及ぼす効果 : タンパク質糖鎖を構成する一般的な糖でCry4Aaを処理した。その結果、Cry4Aaの殺虫活性はGalNAc処理により促進され、Fucose処理によって阻害された。MannoseやGalactose、GlcNAc処理はCry4Aaの殺虫活性に影響しなかった。C1y4AaのドメインIIIには糖が結合できる「くぼみ」が存在し、この構造を介して標的細胞膜上に露出する糖鎖と相互作用する可能性が考えられた。2価陽イオンが殺虫活性に及ぼす効果 : アカイエカ幼虫を陽イオンのキレート剤であるEDTAで処理した結果、Cry4Aaに対する感受性が大幅に減少した。Cly4Aa感受性は幼虫をMgCl_2処理すると回復したが、CaCl2処理は影響しなかった。これはCry4Aaの殺虫活性に標的細胞内へのMg^<2+>流入を契機とするシグナル伝達経路が関与する可能性を示唆していた。興味深いことに、GalNAc処理によるCry4Aa殺虫活性の促進は幼虫のEDTA処理とは関係なく観察され、Fucose処理による殺虫活性の阻害効果は幼虫のEDTA処理によって観察できなくなった。これはCry4Aaの殺虫機構が2つ以上の経路で構成されることを示唆していた。