糸状菌界面活性蛋白質の細胞表層・固体表面での生化学的機能解析から生物模倣応用へ

本研究では、麹菌が生産するハイドロフォビンRolAの特徴的性質(固体表面改質、免疫回避機能、酵素クチナーゼのリクルート)を、将来的に医学的・産業技術開発へ応用することを目指している。そのためにはRolAの高次構造決定や、固体表面とRolAの相互作用機構解明、及び吸着制御が必要である。これらの課題解決のため、今年度は下記の研究を実施した。１．固体表面へのRolA吸着機構・吸着構造解析：疎水的に化学改質した金基板または雲母劈開表面を用い、RolAが基板表面に吸着する様子を高速AFMで観察した。その結果、疎水化金表面上でRolAが棒状構造を形成・伸長する様子が観察できた。本実験には後輩への指導・アドバイス面で関わった。また、RolA精製時に副産物として得られる糖鎖修飾物の固体表面改質性を調べたところ、通常のRolAに比べ固体表面への吸着量が少ないが、固体表面を親水化しやすいことが明らかとなった。２．RolAの高次構造解析に向けた生産条件の検討：タンパク質の高次構造解析には、条件検討や実際の解析において高濃度のタンパク質が多量に必要となる。前年度はRolA溶液の高濃度化検討で一定の成果を得たため、今年度はRolA大量精製法を検討した。天然培地系と合成培地系で検討し、天然培地系の検討において、培地組成、培養条件、精製法の改良により、単位培地量当たり従来法比10倍のRolA精製量を達成した。この結果はRolAの結晶化条件を検討する上で有用と思われる。３．ハイドロフォビン-クチナーゼ間の相互作用機構解析：モデル糸状菌であるAspergillus nidulansのハイドロフォビンRodAとクチナーゼCut1、Cut2を単離・精製し、固体基質の分解実験、QCMによる相互作用解析を行った。また、Cut1、Cut2の酵素学的性質解析も行った。さらに本項目で得た結果を英語原著論文として発表した。

本研究では、麹菌が生産するハイドロフォビンRolAの特徴的性質(固体表面改質、免疫回避機能、酵素クチナーゼのリクルート)を、将来的に医学的・産業技術開発へ応用することを目指している。そのためにはRolAの高次構造決定や、固体表面とRolAの相互作用機構解明、及び吸着制御が必要である。これらの課題解決のため、今年度は下記の研究を実施した。１．固体表面へのRolA吸着機構・吸着構造解析：疎水的に化学改質した金基板または雲母劈開表面を用い、RolAが基板表面に吸着する様子を高速AFMで観察した。その結果、疎水化金表面上でRolAが棒状構造を形成・伸長する様子が観察できた。本実験には後輩への指導・アドバイス面で関わった。また、RolA精製時に副産物として得られる糖鎖修飾物の固体表面改質性を調べたところ、通常のRolAに比べ固体表面への吸着量が少ないが、固体表面を親水化しやすいことが明らかとなった。２．RolAの高次構造解析に向けた生産条件の検討：タンパク質の高次構造解析には、条件検討や実際の解析において高濃度のタンパク質が多量に必要となる。前年度はRolA溶液の高濃度化検討で一定の成果を得たため、今年度はRolA大量精製法を検討した。天然培地系と合成培地系で検討し、天然培地系の検討において、培地組成、培養条件、精製法の改良により、単位培地量当たり従来法比10倍のRolA精製量を達成した。この結果はRolAの結晶化条件を検討する上で有用と思われる。３．ハイドロフォビン-クチナーゼ間の相互作用機構解析：モデル糸状菌であるAspergillus nidulansのハイドロフォビンRodAとクチナーゼCut1、Cut2を単離・精製し、固体基質の分解実験、QCMによる相互作用解析を行った。また、Cut1、Cut2の酵素学的性質解析も行った。さらに本項目で得た結果を英語原著論文として発表した。