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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

杀蚊蛋白Cry4Aa受体识别机制的阐明及新型杀虫蛋白的开发

基本信息

批准号：
11F01392
负责人：
世良貴史 (2012-2013)
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

Cry4Aa has a variety of similar structures (3-D structures), which are related to its insecticidal activity and functional structure. Cry4Aa's mechanism of action is clear, and other Cry components are clear and effective in pest control systems. In this study, the functional structure analysis center of Cry4Aa has been further studied. This year, the analysis of the correlation factors between insecticidal activity and sugar content has been further studied. The following results have been obtained. The insecticidal activity of the sugar and the effect of the sugar on the structure of the sugar chain are generally treated with Cry4Aa. The insecticidal activity of Cry4Aa was promoted by GalNAc and inhibited by Fucose. Mannose Galactose and GlcNAc treatments affected the insecticidal activity of Cry4Aa. C1y4Aa and C1y4Aa may be linked by sugar, and the structure of C1y4Aa and C1y4Aa may be linked by sugar. 2. Insecticidal activity and susceptibility of Cry4Aa were significantly reduced. Cly4Aa susceptibility is affected by MgCl2 treatment. This indicates the possibility that the intracellular Mg^<2+> influx of Cry4Aa, the target of insecticidal activity, may be related to the pathway. Insecticidal activity of Cry4Aa treated with GalNAc was promoted by EDTA treatment and inhibited by Fucose treatment. This is the case with Cry4Aa, which has more than 2 insect control mechanisms.