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sp. A-471 reveals a unique arrangement of the catalytic residues for inverting chitin hydrolysis有森 貴夫*; 川本 乃理子*; 新家 粧子*; 岡崎 伸生*; 中澤 昌美*; 宮武 和孝*; 深溝 慶*; 上田 光宏*; 玉田 太郎
Journal of Biological Chemistry, 288(26), p.18696 - 18706, 2013/07
被引用回数：31 パーセンタイル：63.83(Biochemistry & Molecular Biology) sp. A-471由来のキチナーゼC(Ra-ChiC)の活性ドメインはG型リゾチームと類似した配列を有し、他のキチナーゼとは異なりGHファミリー23に属する。しかしながら、NMRを用いた解析ではRa-ChiCはキチン二量体と相互作用する一方で、ペプチドグリカン断片とは相互作用しなかった。本論文では、Ra-ChiCの活性ドメイン(野生型, E141Q, E162Q変異体)及びキチンオリゴ糖複合体の結晶構造解析を報告する。Ra-ChiCは基質特異性をつかさどるトンネル構造を含む基質結合部位を有しており、そのトンネル上に位置するAsp226が塩基触媒として水分子を活性化する機構が構造情報に基づく変異体解析の結果から示唆された。構造的に高く保存された酸触媒として機能するGlu141とこのAsp226の相対配置は、他のGH23型酵素や反転型GH19キチナーゼとは異なっており、Ra-ChiCの特徴的な機能と関連していると考えられた。
中村 進一*; 工藤 順一*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 伊藤 正志*; 川本 朋彦*; 松本 眞一*; 小玉 郁子*; et al.
no journal, ,
コメへのカドミウム(Cd)の蓄積を抑制するためには、イネにおけるCdの長距離輸送機構を解明し、それらを制御する必要がある。しかし、これまでの研究ではそのメカニズムは十分に明らかになっていない。そこで本研究では、Positron Emitting Tracer Imaging System(PETIS)を用いて、Cdを地上部に多く蓄積する品種イネ「長香穀」におけるCdの動態を画像化し、それらを解析することにより、その機構の解明を目指した。PETISにより得られた画像データより根,葉鞘基部,葉などの部位から
Cdのシグナルの経時変化であるTime-Activity Curve(TAC)を抽出し、Cd動態の品種間差の解析を試みたところ、イネが根から吸収したCdは実験開始後、数時間で地上部に到達することが確認された。植物体の各部位から抽出したTACの解析を行ったところ、地上部へのCdシグナルの蓄積のパターンは「長香穀」と対照品種「日本晴」では明らかに異なっていることが確認できた。
有森 貴夫; 川本 乃理子*; 岡崎 伸生; 中澤 昌美*; 宮武 和孝*; 上田 光宏*; 玉田 太郎
no journal, ,
好熱性細菌由来キチナーゼ(Ra-ChiC)は、天然資源であるキチンをさまざまな分野で利用できるオリゴ糖へと分解する。しかしRa-ChiCはこれまでに同定されているキチナーゼとはアミノ酸配列の相同性を有さず、キチナーゼとしては唯一GH family 23に分類される。一方、GH family 23にはおもにガチョウ型(G-type)リゾチームが属しているが、Ra-ChiCはリゾチーム活性を有さない。われわれは、Ra-ChiCの基質認識機構及び触媒反応機構を解明するため、触媒ドメインのリガンド非結合型及びキチンオリゴ2糖結合型の結晶構造解析を行った。Ra-ChiCの活性部位の構造から、われわれはRa-ChiCの触媒反応にはG-typeリゾチームにも保存されているE141だけでなく、G-typeリゾチームには保存されていないD226も寄与すると予想した。そこで変異体実験を実施した結果、どちらの残基においても変異体では著しい活性の低下が見られた。さらに、E141Q変異体とキチンオリゴ4糖との複合体についても結晶構造を決定した。この構造をもとにリゾチームの基質の構成要素であるN-アセチルムラミン酸(NAM)の結合モデルを作成したところ、Ra-ChiCではD226が存在するループ領域が活性部位を覆っているため、G-typeリゾチームより基質結合部位が狭く、かさ高い置換基を持つNAMの結合においては立体障害が生じることがわかった。このことから、Ra-ChiCがリゾチーム活性を示さないのは、このような基質結合部位の構造の違いが原因であると考えられた。
中村 進一*; 工藤 順一*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 伊藤 正志*; 川本 朋彦*; 松本 眞一*; 小玉 郁子*; et al.
no journal, ,
本研究では、プラナー型ポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)を用いて、Cdの吸収・移行特性が異なる2品種のイネにおけるCdの動態を画像化し、それらを解析することにより、その機構の解明を目指した。実験材料にはCdを地上部に多く蓄積する品種の「長香穀」と日本型標準品種である「日本晴」を用いた。植物の根にポジトロン放出核種のCdを投与した後、Cdより放出されるポジトロンの消滅位置の2次元分布を連続的に得ることにより植物体内におけるCdの移行・蓄積を可視化した。その結果、「長香穀」と「日本晴」の地上部へのCdシグナルの蓄積のパターンにおいて明らかな違いが確認された。
中村 進一*; 工藤 順一*; 頼 泰樹*; 服部 浩之*; 茅野 充男*; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 河地 有木; 石岡 典子; 藤巻 秀; et al.
no journal, ,
本研究では、プラナー型ポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)を用いて、Cdの吸収・移行特性が異なる2品種のイネにおけるCdの動態を画像化し、それらを解析することにより、その機構の解明を目指した。実験材料にはCdを地上部に多く蓄積する品種の「長香穀」と日本型標準品種である「日本晴」を用いた。植物の根にポジトロン放出核種のCdを投与した後、Cdより放出されるポジトロンの消滅位置の2次元分布を連続的に得ることにより植物体内におけるCdの移行・蓄積を可視化したところ、長香穀における地上部へのCdシグナルの蓄積量が、日本晴と比較して数倍高い結果が得られた。
Cd translocation and accumulation in rice plants (oryza sativa) by using PETIS (Positron Emitting Tracer Imaging System); Comparison between Nippon-Bare and Cho-kou-koku中村 進一*; 工藤 順一*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 伊藤 小百合*; 石岡 典子; 伊藤 正志*; 川本 朋彦*; 松本 眞一*; 小玉 郁子*; et al.
no journal, ,
We visualized Cd long-distance transport and accumulation of two rice varieties (japonica rice cv Nippon-Bare and indica rice cv Cho-Kou-Koku) by using PETIS (Positron Emitting Tracer Imaging System). Imaging of Cd signals accumulation demonstrated that Cd was accumulating in the base of leaf sheath, especially. Patterns of Cd accumulation in their shoots were different when their time courses of Cd accumulation in their shoots were compared. Our experimental results suggested that indica rice cv Cho-Kou-Koku might have mechanism to accumulate Cd in their shoots positively.
有森 貴夫*; 川本 乃理子*; 岡崎 伸生*; 中澤 昌美*; 宮武 和孝*; 深溝 慶*; 上田 光宏*; 玉田 太郎
no journal, ,
好熱性細菌 sp. A-471由来キチナーゼ(Ra-ChiC)は、天然資源であるキチンをさまざまな分野で利用できるオリゴ糖へと分解する。しかしRa-ChiCはこれまでに同定されているキチナーゼとはアミノ酸配列の相同性を有さず、キチナーゼとしては唯一GHファミリー23に分類される。一方、GHファミリー23には主にガチョウ型(G-type)リゾチームが属しているが、Ra-ChiCはリゾチーム活性を有さない。われわれは、Ra-ChiCの基質認識機構及び触媒反応機構を解明するため、Ra-ChiCの触媒ドメイン(野生型, E141Q変異体, E162Q変異体)のリガンド非結合型及びキチンオリゴ糖結合型の結晶構造解析を行った。Ra-ChiCは基質特異性を司るトンネル構造を含む基質結合部位を有しており、そのトンネル上に位置するAsp226が塩基触媒として水分子を活性化する機構が構造情報に基づく変異体解析の結果から示唆された。構造的に高く保存された酸触媒として機能するGlu141とこのAsp226の相対配置は、Ra-ChiCの特徴的な機能と関連していると考えられた。
