Design of biopesticide using target cell recognition mechanism of dietary toxic protein with multiple target species

利用多目标物种膳食毒性蛋白靶细胞识别机制设计生物农药

基本信息

  • 批准号:
    21K05603
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究はCryタンパク質の優れた標的細胞認識機構を用いた有害生物駆除法の確立を目指している。Cry46Abは土壌細菌Bacillus thuringiensis (Bt)が産生するβ型膜孔形成タンパク質毒素(βPFT)のひとつで、ボウフラのほか、スクミリンゴガイやチャコウラナメクジに食毒性を示すが、魚類やセンチュウには作用しないという生物種を跨ぐ選択毒性を示す。このCry46Abの標的生物認識機構を利用して、有害生物の効率的駆除および安全かつ環境負荷の小さい生物農薬の設計を行う。まず、Cry46Abの標的細胞認識に必要なペプチド領域を同定する。次に、このペプチドと他の毒素とを組み合わせて使用することで有害生物駆除の有効性を検討する。さらに、毒素に結晶化因子を付けて不溶化し、水中や多湿環境でも使用できる生物農薬の開発を試みる。2021年度は、Cry46Abのアミノ酸配列と予想される立体構造から、標的細胞認識に必要なペプチド領域を絞り込んだ。2022年度は、このペプチド領域のアミノ酸置換変異体を多数作製し、ボウフラに対する殺虫活性を指標に受容体との結合に関与するアミノ酸を特定した。つぎに、このタンパク質の生物種を跨ぐ選択毒性について、スクミリンゴガイやチャコウラナメクジを用いた生物検定により確認した。今後、標的生物認識は受容体との結合で決まるのか、それに続く膜孔形成へのステップをも含むものなのかの検討を、標的生物の消化管から調製した冊子縁膜小胞を用い、殺虫活性が変化したアミノ酸置換変異タンパク質の結合性や標的細胞認識に必要なペプチド領域のエピトープ解析を行うことで進めていく。
本研究旨在利用Cry蛋白优异的靶细胞识别机制建立害虫防治方法。 Cry46Ab是土壤细菌苏云金芽孢杆菌(Bt)产生的β型成孔蛋白毒素(βPFT)之一,对日本蜗牛、日本蜗牛和查库拉蛞蝓有毒,但据说对鱼类或线虫没有影响。显示出跨物种的选择性毒性。通过利用Cry46Ab的这种目标生物识别机制,我们将有效消灭有害生物并设计安全且对环境影响较小的生物农药。首先,我们鉴定了 Cry46Ab 识别靶细胞所需的肽区域。接下来,我们将研究将该肽与其他毒素结合使用来控制害虫的有效性。此外,我们将尝试通过将结晶因子附着在毒素上以使其不溶解来开发可在水或潮湿环境中使用的生物农药。 2021年,我们根据氨基酸序列缩小了靶细胞识别所需的肽区域,并预测了Cry46Ab的3D结构。在 2022 财年,我们创建了该肽区域的多个氨基酸替换变体,并以对蓝蚤的杀虫活性为指标,鉴定了与受体结合相关的氨基酸。接下来,我们通过使用苹果螺和查库拉蛞蝓进行生物测定,证实了该蛋白质的跨物种选择性毒性。将来,我们将研究目标生物识别是否是通过与受体结合来确定的,或者是否还包括膜孔形成的后续步骤。我们将继续分析具有改变的活性和表位的氨基酸取代突变蛋白的结合特性。分析靶细胞识别所需的肽区域。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
殺ボウフラ活性を示すCry46Abの受容体認識部位について
关于具有杀跳蚤活性的 Cry46Ab 受体识别位点
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    武部 聡;岡本 郁佳;坂本 将義;青山 雅寧;東 慶直;早川 徹
  • 通讯作者:
    早川 徹
殺ボウフラ活性を示すCry46Abの受容体認識部位について
关于具有杀跳蚤活性的 Cry46Ab 受体识别位点
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    武部 聡;岡本 郁佳;坂本 将義;青山 雅寧;東 慶直;早川 徹
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武部 聡其他文献

Bacillus thuringiensis TK-E6 が産生する非3-ドメイン型 Cry タンパク質の殺ボウフラ活性
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    根来 綾子;江草 佳務;上林 智仁;早崎 君江;岡本 成平;東 慶直;早川 徹;武部 聡
  • 通讯作者:
    武部 聡
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    東 慶直
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    武部 聡
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    東 慶直

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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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