アコヤ貝の貝殻形成に関与する有機基質の構造および機能解析

参与珍珠贝壳形成的有机底物的结构和功能分析

基本信息

批准号：
05J11934
负责人：
鈴木道生
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の材料であるアコヤ貝貝殻は内側に炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶から成る真珠層、外側に炭酸カルシウムのカルサイト結晶から成る稜柱層と、異なる2つの結晶多形から構成されているのが特徴である。このように同一の場に最安定であるカルサイト結晶と準安定であるアラゴナイト結晶を作り出す機構に、有機基質が関与していると考えられるが、未だそのメカニズムは不明である。そこで貝殻から有機基質を単離・精製し、構造機能解析を行うことで貝殻形成のメカニズムを明らかにすることを目的とした。真珠層から不溶性成分を抽出し、カルサイトとアラゴナイトの結晶にそれぞれ結合させたところ、分子質量約80kDaのバンドがアラゴナイト結晶に特異的に結合することが判明した。この80kDa付近のバンドのN末端アミノ酸配列および内部アミノ酸配列を解析し、その配列を基にRT-PCRを行い、5'-RACE、3'-RACEを行うことにより全長約3kbpの全塩基配列を決定した。相同性検索の結果、有意に相同性のあるものは存在せず、新規のタンパク質であったため、この分子をPifと命名した。Pifの配列解析を行ったところ、80kDaのバンド(Pif80)のN末端配列の上流にRXKR配列を挟んでさらに上流に配列が存在することが判明した。上流のタンパク質はPif80の高分子側に位置するバンドであることが判明し、これをPif97と命名した。Pif97はタンパク質間相互作用に働くVWAドメインとキチンとの結合に働くキチンもbindingドメインを有しており、またシステイン残基を23個持つことからジスルフィド結合による強固な立体構造を取ることが示唆された。Pif80はアスパラギン酸を28.5%も含む配列であり、他にもグルタミン酸4.1%、リジン18.7%、アルギニン10.9%と合計で解離性のアミノ酸を62.2%も含む親水性タンパク質であることが判明した。既知のドメインは存在せず、全体としてDDRKといった酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸の繰り返しの配列が見られた。今後はこのPif分子について詳細な解析を行っていきたいと考えている。

这项研究的材料的Akoya壳的特征是两种不同的晶体多晶型物：内部由碳酸钙钙的北方晶体组成的Nacre，而脊柱层由碳酸盐钙的方解石晶体组成。据信，有机基材参与了在同一田间产生最稳定的方解石晶体和亚稳态晶体的机制，但是这种机理仍然未知。因此，目的是将有机底物与壳中分离和纯化，并分析结构功能以阐明壳形成的机理。当从NACRE中提取不溶性成分时，它们与方解石和后晶晶体结合时，发现具有约80 kDa的分子质量的条带特异性地与后晶晶体结合。分析了该条带的N末端氨基酸序列和内部氨基酸序列，并根据序列进行了RT-PCR，并进行了5'-Race和3'-race，以确定总长度约3 kbp的总碱基序列。同源性搜索结果表明，任何显着同源蛋白都没有明显同源，并且该分子命名为PIF。 PIF的序列分析表明，在其中夹在其中的RXKR序列的80kDa带（PIF80）的N末端序列（PIF80）的N末端序列的上游序列进一步。发现上游蛋白是位于PIF80聚合物侧的频带，被称为PIF97。几丁质充当VWA结构域之间充当蛋白质 - 蛋白质相互作用和几丁质的结合结构域，也具有结合结构域，并且具有23个半胱氨酸残基，这表明它由于二硫键而具有强大的构象。 PIF80的序列含有28.5％的天冬氨酸，也被发现是一种含有4.1％谷氨酸，18.7％赖氨酸和10.9％精氨酸的亲水性蛋白质，总共可隔离的氨基酸的62.2％。总体上没有发现已知的域和酸性和碱性氨基酸（例如DDRK）的重复序列。将来，我们想对该PIF分子进行详细分析。