課題番号 ：S-17-CT-0105
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：抗菌ペプチドの構造と機能
Program Title (English) ：Structure and function of antimicrobial peptides
利用者名（日本語） ：相沢智康
Username (English) ：T. Aizawa
所属名（日本語） ：北海道大学先端生命科学研究院
Affiliation (English) ：Faculty of Advanced Life Science, Hokkaido University

１．概要（Summary）
　ヒトをはじめとした様々な生物が持つ生体防御因子である抗菌ペプチドは，優れた抗菌活性や抗ガン活性などを持つことから，次世代の抗菌物質として医薬や産業分野への応用が期待されている。我々は，カルガリー大学（カナダ）のHans J Vogel 教授のグループとの共同研究において，多様なペプチドと結合するカルモジュリンというタンパク質を利用し，従来の技術では遺伝子組換えによる生産が困難な，多様な抗菌ペプチドを効率良く生産する新技術の開発に成功した。核磁気共鳴（NMR）法を用いた解析により，カルモジュリンが抗菌ペプチドに結合し，生産宿主に対する抗菌活性や分解を抑制することで，効率的な生産が可能になるメカニズムも明らかにした (1)。
２．実験（Experimental）
　多くの抗菌ペプチドは、複数のSS結合をもつことで立体構造が安定化されている。SS結合の構造を詳細に検討することは、抗菌ペプチドの研究において重要であるが、NOE情報から立体構造を求めるNMRではSS結合の構造は間接的に求まることが多い。一方、振動スペクトル、特にラマンスペクトルでは、SS結合回りの回転異性体情報を求めることができる(2)。本研究では、我々の方法により大量に得られた各種抗菌ペプチドを用いてラマンスペクトルを測定し、SS結合回りの回転異性体情報を求める。その結果を比較検討することにより、抗菌ペプチドの構造安定性に果たすSS結合の役割を明らかにしたい。　
３．結果と考察（Results and Discussion）
　snakin-1は6対のSS結合をもつ強固に安定化された抗菌ペプチドであることから、そのSS結合回りの回転異性体情報は興味深い。Pichia pastorisによる発現系の構築に成功したので、得られたペプチドのラマンスペクトルを測定し、その分離シミュレーションを行っている。
４．その他・特記事項（Others）
・参考文献
(1) H. Ishida, L. T. Nguyen, R. Gopal, T. Aizawa, H. J. Vogel, J Am Chem Soc 138, 11318-26 (2016)
(2) H. E. van Wart, A. Lewis, H. A. Scheraga, F. D. Saevahm. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 70, 2619-2623 (1973)
(3) Md. R. Kuddus, F. Rumi, M. Tsutsumi, R. Takahashi, M. Yamano, M. Kamiya, T. Kikukawa, M. Demura, T. Aizawa, Protein Expression and Purification 122, 15-22 (2016)
・謝辞
本研究は、千歳科学技術大学 河野敬一シニアアドバイザーとの共同研究である。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 遺伝子組換え抗菌ペプチドの高効率生産技術とその応用, 相沢智康, 日本農芸化学会2018年度大会（名古屋市）, 平成29年3月18日
(2) Enhanced expression of cysteine-rich anti- microbial peptide snakin-1 in Escherichia coli using an aggregation-prone protein coexpression system, Md. Ruhul Kuddus., et al., Biotechnol. Prog., 33, 1520-1528 (2017)
(3) A new allergen family involved in pollen food- associated syndrome: Snakin/gibberellin-regulated proteins, H. Sénéchal, et al., J Allergy Clin Immunol. 141, 411-414 (2018)
(4) R-Spondin1 expands Paneth cells and prevents dysbiosis induced by graft-versus-host disease, E. Hayase, et al., J Exp Med. D3814, 3507-3518 (2017)

６．関連特許（Patent）
なし