ＬｙｓＭ型糖質結合モジュールの構造生物学ー植物－微生物間相互作用の制御を目指して

LysM 型碳水化合物结合模块的结构生物学 - 旨在控制植物-微生物相互作用

• 批准号: 16J10483
• 负责人: 北奥 喜仁
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kindai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10483/
• 关键词: 糖質結合モジュール; キチナーゼ; キチン; Lysin motif; chitinase; NMR; X-ray crystallography

植物-微生物間相互作用において、LysM型糖質結合モジュール（以下、LysM）は、植物と微生物の双方が産生するタンパク質中の構成ドメインとして存在しており、微生物の細胞壁成分、キチンやペプチドグリカンを媒介とした相互作用のインターフェースで機能している。本研究では、植物と微生物がもつLysMの機能を調べることによって、植物-微生物間相互作用の分子基盤を明らかにすることを目的としている。前年度に引き続き、ボルボックス由来のキチナーゼ（VcChi）がもつLysMを大腸菌発現系で発現させ、LysMがタンデム構造をとることによるリガンド結合への影響を調べた。リガンドとして、微生物の細胞壁成分に類似した構造をもち、さらに詳細な性質が明らかにされているキチンオリゴ糖を用いて実験を行った。その結果、キチンオリゴ糖に対する結合力は、タンデム構造を形成することで、低下することがわかった。このことから、VcChiは長鎖の基質の分解を触媒する酵素であることが示唆された。2つのLysMをもつ真菌由来のエフェクタータンパク質の発現系を構築することとした。幾つかのタグタンパク質を付加した状態で発現条件を検討したところ、チオレドキシンタグを付加した目的タンパク質の大腸菌での発現を確認した。糖鎖修飾が安定性に影響するとの報告を考慮し、リガンド存在下で精製することで、単一のタンパク質を調製することができた。今後、このタンパク質を用いて、構造と機能の解析を行い、植物キチナーゼがもつLysMと比較検討する予定である。

Interaction between plant and microorganism に お い て, LysM sugar combining モ ジ ュ ー ル (" は, LysM) and plant と microbial の が produce す る タ ン パ ク の components in mass ド メ イ ン と し て exist し て お り, microbial の cell wall composition, キ チ ン や ペ プ チ ド グ リ カ ン を medium と し た interaction の イ ン タ ー フ ェ ー ス で Function: て て る. This study で は, plant と microbial が も つ LysM の function を adjustable べ る こ と に よ っ て, interaction between plant and microorganism の molecular base plate を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Before annual に lead き 続 き, ボ ル ボ ッ ク ス origin の キ チ ナ ー ゼ (VcChi) が も つ LysM を coliform 発 now is で 発 now さ せ, LysM が タ ン デ ム tectonic を と る こ と に よ る リ ガ ン ド combining へ の influence を adjustable べ た. リ ガ ン ド と し て, microbial の cell wall composition に し た tectonic を も ち, さ ら に detailed な nature が Ming ら か に さ れ て い る キ チ ン オ リ ゴ を sugar with い て be 験 を line っ た. そ の results, キ チ ン オ リ ゴ sugar に す seaborne る binding force は, タ ン デ を ム structure formation す る こ と で, low す る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0 と ら, VcChi とが long-lock <s:1> matrix <e:1> decomposition を catalyst する enzyme である とが とが abitulation された. 2 つ の LysM を も つ fungal origin の エ フ ェ ク タ ー タ ン パ ク qualitative の 発 now is を build す る こ と と し た. A few つ か の タ グ タ ン パ ク quality を pay plus し た state で 発 conditions now を beg し 検 た と こ ろ, チ オ レ ド キ シ ン タ グ を plus し た purpose タ ン パ ク qualitative の coliform で の 発 を now confirm し た. Sugar lock modified が stability に influence す る と の report を し, リ ガ ン ド で in the presence of refined す る こ と で, 単 の タ ン パ ク qualitative を modulation す る こ と が で き た. In the future, こ の タ ン パ ク qualitative を with い て, tectonic line と function analytical を の い, plant キ チ ナ ー ゼ が も つ LysM と compare beg す 検 る designated で あ る.

项目成果

Chitin oligosaccharide binding to the lysin motif of a novel type of chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri

几丁质寡糖与来自多细胞绿藻（Volvox carteri）的新型几丁质酶的溶素基序结合

• DOI: 10.1007/s11103-016-0549-5
• 发表时间: 2017
• 期刊: Plant Mol. Biol.
• 作者: Kitaoku;Y.;Fukamizo;T.;Numata;T. and Ohnuma;T.
• 通讯作者: T.

キトサン分解産物の構造に基づく藻類由来GH18キチナーゼの基質認識機構の解析

基于壳聚糖降解产物结构分析藻源GH18几丁质酶的底物识别机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 北奥喜仁，Feng Yiming;平良東紀，大沼貴之，深溝慶，V&rum Kjell Morten
• 通讯作者: 平良東紀，大沼貴之，深溝慶，V&rum Kjell Morten

ボルボックスキチナーゼがもつ2つのLysMドメインの構造と機能

团藻几丁质酶两个 LysM 结构域的结构和功能

• 发表时间: 2017
• 作者: 北奥喜仁;西村重徳;廣野武;深溝慶;大沼貴之
• 通讯作者: 大沼貴之

ボルボックスキチナーゼに存在するLysMタンデムのキチン結合様式

团藻几丁质酶中 LysM 串联的几丁质结合模式

• 发表时间: 2016
• 作者: 北奥 喜仁;沼田 倫征;深溝 慶;大沼 貴之
• 通讯作者: 大沼 貴之

NMR solution structures and chitin binding abilities of LysM domains from Volvox carteri

沃尔沃克斯卡特里 LysM 结构域的 NMR 溶液结构和几丁质结合能力

• 发表时间: 2017
• 作者: Yoshihito Kitaoku;Shigenori Nishimura;Takeru Hirono;Tamo Fukamizo;Takayuki Ohnuma
• 通讯作者: Takayuki Ohnuma