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巻頭言

ワックスマンと「農芸化学」  /  内海 龍太郎

Page. 781 - 781 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

冒頭文

リファレンス

本誌52巻5号の巻頭言（稲垣）に「農芸化学ルネサンスの実現」が提案されている．改めて，「農芸化学」に思いを寄せていると，ふと1962年発刊の岩波新書が目にとまった．梅沢浜夫（カナマイシン発見者で，微生物化学研究所の設立者）の「抗生物質の話」である．この本を紐解きながら，「農芸化学」の御力（魅力）について，話を進めてみたい．

 

今日の話題

力学刺激でタンパク質間相互作用を操作する  /  西山 雅祥

Page. 782 - 784 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

私たちは日常，1気圧程度の環境下で暮らしている．僅か指先程度の面積（～1 cm2）に1 kgもの負荷がかかっているのだが，日常生活で実感することはない．多くの人にとって，気圧や圧力と言われてまっさきに思い浮かべるのは，天気予報で耳にする気圧配置であり，健康診断で一喜一憂する血圧といったところであろう．いずれにしても，圧力は熱力学的に重要なパラメーターであるものの，温度と比べてなじみが少ないのが実情である．

1. 1) 山本和貴：日本調理科学会誌，42, 417 (2009).
2. 2) 毛利信男（編）：“新しい高圧力の科学”，講談社サイエンティフィック，2003, p. 244.
3. 3) 阿部文快：化学と生物，42, 573 (2004).
4. 4) 西山雅祥，木村佳文：LTMセンター誌，22, 18 (2013).
5. 5) 西山雅祥，曽和義幸：化学，68, 33 (2013).
6. 6) M. Nishiyama et al. : Biophys. J., 96, 1142 (2009).
7. 7) 小椋利彦（監修）：細胞工学，33, 9月号，2014.

ヒトのミトコンドリアNADキナーゼの特定  /  河井 重幸, 村田 幸作

Page. 785 - 786 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

筆者らは2012年の12月，ヒトのミトコンドリアNADキナーゼ（NADK; NADP＋合成酵素）を特定したと発表した（1）．本稿では，なぜ今更「ミトコンドリアのNADK」なのか，なぜ「人ごとではない脆弱な活性」なのか，研究の背景と意義，展望を交えつつ筆者らの見解を述べたい．

1. 1) K. Ohashi, S. Kawai & K. Murata : Nat. Commun., 3, 1248 (2012).
2. 2) S. Kawai, S. Mori, T. Mukai, S. Suzuki, T. Yamada, W. Hashimoto & K. Murata : Biochem. Biophys. Res. Commun., 276, 57 (2000).
3. 3) S. Kawai & K. Murata : Biosci. Biotechnol. Biochem., 72, 919 (2008).
4. 4) N. Pollak, M. Niere & M. Ziegler : J. Biol. Chem., 282, 33562 (2007).
5. 5) R. Zhang : Biol. Open, 2, 432 (2013).
6. 6) J. P. Gray, K. N. Alavian, E. A. Jonas & E. A. Heart : Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 303, E191 (2012).

アミノ基結合型キャリアタンパク質を介したリジン・アルギニン生合成の発見  /  西山 真

Page. 787 - 789 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

リジンは必須アミノ酸の一つであり，人間などの高等生物は生合成することはできないが，植物，微生物はリジンを生合成するシステムを有している．リジンの生合成経路は2種類に大別される．一つはアスパラギン酸を初発の化合物としてジアミノピメリン酸（DAP）を経由するDAP経路，そしてもう一つはα-ケトグルタル酸を出発物質としてα-アミノアジピン酸（AAA）を経由するAAA経路である．DAP経路は植物，微生物に見られるリジン生合成経路として，AAA経路は微生物の中でもカビだけに見られるリジン生合成経路として知られており，この両経路は全く独立した起源をもち，独自に進化してきたと考えられてきた．

1. 1) N. Kobashi, M. Nishiyama & M. Tanokura : J. Bacteriol., 181, 1713 (1999).
2. 2) H. Nishida, M. Nishiyama, N. Kobashi, T. Kosuge, T. Hoshino & H. Yamane : Genome Res., 9, 1175 (1999).
3. 3) A. Horie, T. Tomita, A. Saiki, H. Kono, H. Taka, R. Mineki, T. Fujimura, C. Nishiyama, T. Kuzuyama & M. Nishiyama : Nat. Chem. Biol., 5, 673 (2009).
4. 4) T. Ouchi, T. Tomita, A. Horie, A. Yoshida, K. Takahashi, H. Nishida, K. Lassak, H. Taka, R. Mineki, T. Fujimura et al. : Nat. Chem. Biol., 9, 277 (2013).
5. 5) M. Fondi, M. Brilli, G. Emiliani, D. Paffetti & R. Fani : BMC Evol. Biol., 7(Suppl. 2), S3 (2007).
6. 6) R. A. Jensen : Annu. Rev. Microbiol., 30, 409 (1976).

担子菌酵母クリプトコッカスによる酵素生産  /  正木 和夫, 家藤 治幸

Page. 790 - 792 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

遺伝子組換え技術の発展とともに，その応用技術としてのタンパク質の組換え生産ではさまざまな宿主が用いられてくるようになった．タンパク質の研究の分野では，とりあえず大腸菌で試してみるという研究者も多いのではないだろうか．活性型で発現しやすいという理由で酵母を選択する研究者もいるだろう．タンパク質の発現系は，研究対象であるタンパク質の発現から，試薬や医療用タンパク質さらには産業用酵素の生産など多様な目的に利用されている．

1. 1) E. Celik & P. Calik : Biotechnol. Adv., 30, 1108 (2012).
2. 2) H. Iefuji et al. : Biosci. Biotechnol. Biochem., 58, 2261 (1994).
3. 3) K. Masaki et al. : Appl. Microbiol. Biotechnol., 93, 1627 (2012).
4. 4) Y. Utashima et al. : Appl. Microbiol. Biotechnol., 98, 7893 (2014).
5. 5) N. Nishibori et al. : J. Biosci. Bioeng., 115, 394 (2013).
6. 6) K. Masaki et al. : Appl. Environ. Microbiol., 71, 7548 (2005).
7. 7) N. R. Kamini et al. : Process Biochem., 37, 405 (2001).
8. 8) 正木和夫：Cellulose Commun., 17, 167 (2010).

好アルカリ性細菌のK⁺/Rb⁺駆動型べん毛モーター  /  伊藤 政博

Page. 793 - 795 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

好アルカリ性細菌は，pH 10付近の高アルカリ性環境で良好に生育し，一般にナトリウムイオン（Na＋）を要求する”．この説明は，今から25年前に筆者が東京工業大学の掘越弘毅先生の研究室に入り，好アルカリ性細菌の研究を始めたころから現在に至るまで教科書や専門書などでよく見かける文章だ．その当時，好アルカリ性細菌が生産する菌体外酵素は，すでに洗濯物の汚れ落とし効果を向上させるために洗剤に添加されていたり，安価なデンプン原料からの付加価値のあるサイクロデキストリンの大量生産に利用されていたりと工業的に有用であると注目されていた．

1. 1) N. Hirota & Y. Imae : J. Biol. Chem., 258, 10577 (1983).
2. 2) M. Ito, D. B. Hicks, T. M. Henkin, A. A. Guffanti, B. D. Powers, L. Zvi, K. Uematsu & T. A. Krulwich : Mol. Microbiol., 53, 1035 (2004).
3. 3) R. Aono & K. Horikoshi : J. Gen. Microbiol., 129, 1083 (1983).
4. 4) N. Terahara, M. Sano & M. Ito : PLoS ONE, 7, e46248 (2012).

米粉パンなどの米粉利用に適する品質特性の解明と好適品種の開発  /  鈴木 保宏

Page. 796 - 798 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

日本は食料の過半を海外に依存しており，カロリーベースの食料自給率は約40％と低い．そのため，輸入依存程度の大きい小麦粉を代替しうる「米粉」のパンや麺への利活用を促進することが重要である．しかしながら，小麦粉と米粉の価格差は大きく，パンなどの米粉利用に適する品種も十分には開発されていなかった．また，低価格で高品質な米粉の供給も十分ではなく，これらの理由により米粉利用は十分には進んでいなかった．それゆえ，今後の米粉の需要拡大のためには，米粉生産の低コスト化と良食味・高品質の米粉食品の開発が必要である．このような背景の下，米粉利用を促進するための米と米粉に求められる特性の解明と米粉利用に適する品種開発，そして米粉食品の開発が進められてきた．本稿では，米粉利用研究の現状を記すとともに，今後の課題について概説する．

1. 1) 鈴木保宏：応用糖質科学，2, 12 (2012).
2. 2) 大坪研一（編）：“米粉BOOK”，幸書房，2012, p. 31.
3. 3) 高橋誠ら : 食科工，56, 394 (2009).
4. 4) E. Araki et al. : Food Sci. Technol. Res., 15, 439 (2009).
5. 5) S. Hamada et al. : J. Cereal Sci., 57, 91 (2013).
6. 6) Y. Kawamura-Konishi et al. : J. Cereal Sci., 58, 45 (2013).
7. 7) 東北農業研究センター

解説

水生植物に見いだされた新しい表層微生物作用  /  森川 正章, 菅原 雅之, 鈴木 和歌子, 三輪 京子

Page. 799 - 804 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

およそ60兆の細胞からなるヒトには100〜1,000兆もの細菌が住んでいることが近年明らかとなり，動物と微生物の深いかかわりが注目されている．一方，肥沃な土壌1グラム中には1～10億程度の細菌が含まれおり，植物と微生物ともやはり深いかかわりがある．植物根の周辺域いわゆる根圏や内生の微生物が植物の成長などに重要な役割を果たすことも古くから知られている．実に今から100年以上前の1908年のサイエンス誌に“Pure cultures for legume inoculation（マメ科植物の純粋培養）”という記事で細菌の影響の排除がいかに難しいかを論じている．このように土壌植物の根圏に関する研究は長い歴史をもち根粒菌や菌根菌をはじめとする多くの知見が蓄積されてきた．一方，水生植物と微生物とのかかわりに関する研究は歴史が浅くまだ未解明の点が多い．私たちは，水生植物の一つであるウキクサからその成長を顕著に促進する表層付着細菌を複数発見している．本稿では，これら水生植物成長促進細菌とその作用機構の特徴について解説する．

1. 1) V. O. Ezenwa, N. M. Gerardo, D. W. Inouye, M. Medina & J. B. Xavier : Science, 338, 198 (2012).
2. 2) M. McFall-Ngaia et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 110, 3229 (2013).
3. 3) A. Hartmann, M. Rothballer & M. Schmid : Plant Soil, 312, 7 (2008).
4. 4) S. Timmusk, V. Paalme, T. Pavlicek, J. Bergquist, A. Vangala, T. Danilas & E. Nevo : PLoS ONE, 6, e17968 (2011).
5. 5) Y. Chen, S. Cao, Y. Chai, J. Clardy, R. Kolter, J. Guo & R. Losick : Mol. Microbiol., 85, 418 (2012).
6. 6) F. D. Dakora & D. A. Phillips : Plant Soil, 245, 35 (2002).
7. 7) P. G. Dennis, A. J. Miller & P. R. Hirsch : FEMS Microbiol. Ecol., 72, 313 (2010).
8. 8) D. A. Barber & J. K. Martin : New Phytol., 76, 69 (1976).
9. 9) M. Iijima, B. Griffiths & A. G. Bengough : New Phytol., 145, 477 (2000).
10. 10) T. Lincoln & Z. Eduardo : “Plant physiology,” 5th ed., Sinauer Associates, Incorporated, 2010.
11. 11) H. Rodríguez & R. Fraga : Biotechnol. Adv., 17, 319 (1999).
12. 12) M. Saraf, U. Pandya & A. Thakkar : Res. Microbiol., 169, 18 (2014).
13. 13) J. Garbaye : New Phytol., 128, 197 (1994).
14. 14) M. Arshad & W. T. Frankenberger, Jr. : Plant Soil, 133, 1 (1991).
15. 15) M. T. Brandl & S. E. Lindow : Appl. Environ. Microbiol., 64, 3256 (1998).
16. 16) B. R. Glick : Res. Microbiol., 169, 30 (2014).
17. 17) G. I. Burd, D. G. Dixon & B. R. Glick : Appl. Environ. Microbiol., 64, 3663 (1998).
18. 18) R. Carmi, S. Carmeli, E. Levy & F. J. Gough : J. Nat. Prod., 57, 1200 (1994).
19. 19) D. S. Hill, J. I. Stein, N. R. Torkewitz, A. M. Morse, C. R. Howell, J. P. Pachlatko, J. O. Becker & J. M. Ligon : Appl. Environ. Microbiol., 60, 78 (1994).
20. 20) G. E. D. Oldroyd : Nat. Rev. Microbiol., 11, 252 (2013).
21. 21) F. Yamaga, K. Washio & M. Morikawa : Environ. Sci. Technol., 44, 6470 (2010).
22. 22) D. R. Hoagland & D. I. Arnon : Calif. Agr. Exp. Station Circular, 347, 1 (1950).
23. 23) W. Suzuki, M. Sugawara, K. Miwa & M. Morikawa : J. Biosci. Bioeng., 118, 41 (2013).
24. 24) W. C. Raschke, K. A. Kern, C. Antalis & C. E. Ballou : J. Biol. Chem., 248, 4660 (1973).
25. 25) S. M. Kang, G. J. Joo, M. Hamayun, C. I. Na, D. H. Shin, H. Y. Kim, J. K. Hong & I. J. Lee : Biotechnol. Lett., 31, 277 (2009).
26. 26) A. Gulati, P. Vyas, P. Rahi & R. C. Kasana : Curr. Microbiol., 58, 371 (2009).
27. 27) H. Tamaki, Y. Tanaka, H. Matsuzawa, M. Muramatsu, X. Y. Meng, S. Hanada, K. Mori & Y. Kamagata : Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 61, 1442 (2011).
28. 28) 鈴木和歌子，菅原雅之，三輪京子，森川正章，玉木秀幸，牧野彩花，鎌形洋一．2014．植物成長強化剤およびそれを用いた植物栽培方法．特願2013-150997
29. 29) E. Lam, K. J. Appenroth, T. Michael, K. Mori & T. Fakhoorian : Plant Mol. Biol. Rep., 84, 42 (2014).

ウイルスに対する植物の自然免疫機構  /  忠村 一毅, 中原 健二

Page. 805 - 813 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

自然免疫の受容体は，一般に，出会ったことのない病原体に対しても防御反応を誘導できるよう病原微生物に共通の分子パターンを認識する．ところが植物は，それに加えて強毒の病原体の毒性因子だけを特異的に認識する受容体をもち，これらが連携して病原体の毒性をも進化的に制御していることがジグザグモデルとして提唱されている．また，ウイルスに対してはRNAサイレンシングが自然免疫の役割を担い，同様に連携した自然免疫ネットワークを形成している．これらをカルモジュリン様タンパク質についてのわれわれの成果とともに解説する．

1. 1) J. D. Jones & J. L. Dangl : Nature, 444, 323 (2006).
2. 2) T. Boller & G. Felix : Annu. Rev. Plant Biol., 60, 379 (2009).
3. 3) S. T. Chisholm, G. Coaker, B. Day & B. J. Staskawicz : Cell, 124, 803 (2006).
4. 4) Z. Q. Fu & X. Dong : Annu. Rev. Plant Biol., 64, 839 (2013).
5. 5) N. Pumplin & O. Voinnet : Nat. Rev. Microbiol., 11, 745 (2013).
6. 6) A. S. Zvereva & M. M. Pooggin : Viruses, 4, 2578 (2012).
7. 7) S. W. Ding & O. Voinnet : Cell, 130, 413 (2007).
8. 8) 池上正人，上田一郎，奥野哲郎，夏秋啓子，難波成任：“植物ウイルス学”，朝倉書店，2009，p. 196.
9. 9) K. S. Nakahara & C. Masuta : Curr. Opin. Plant Biol., 20, 88 (2014).
10. 10) J. Burgyan & Z. Havelda : Trends Plant Sci., 16, 265 (2011).
11. 11) R. D. Jeong, A. C. Chandra-Shekara, A. Kachroo, D. F. Klessig & P. Kachroo : Mol. Plant Microbe Interact., 21, 1316 (2008).
12. 12) D. de Ronde, P. Butterbach, D. Lohuis, M. Hedil, J. W. van Lent & R. Kormelink : Mol. Plant Pathol., 14, 405 (2013).
13. 13) R. Sansregret, V. Dufour, M. Langlois, F. Daayf, P. Dunoyer, O. Voinnet & K. Bouarab : PLoS Pathog., 9, e1003435 (2013).
14. 14) H. W. Li, A. P. Lucy, H. S. Guo, W. X. Li, L. H. Ji, S. M. Wong & S. W. Ding : EMBO J., 18, 2683 (1999).
15. 15) K. S. Nakahara, C. Masuta, S. Yamada, H. Shimura, Y. Kashihara, T. S. Wada, A. Meguro, K. Goto, K. Tada­mura, K. Sueda et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 10113 (2012).
16. 16) K. Tadamura, K. S. Nakahara, C. Masuta & I. Uyeda : Plant Signal. Behav., 7, 1548 (2012).
17. 17) R. Anandalakshmi, R. Marathe, X. Ge, J. M. Herr Jr., C. Mau, A. Mallory, G. Pruss, L. Bowman & V. B. Vance : Science, 290, 142 (2000).
18. 18) J. J. Harvey, M. G. Lewsey, K. Patel, J. Westwood, S. Heimstadt, J. P. Carr & D. C. Baulcombe : PLoS ONE, 6, e14639 (2011).
19. 19) S. Zhu, R. D. Jeong, G. H. Lim, K. Yu, C. Wang, A. C. Chandra-Shekara, D. Navarre, D. F. Klessig, A. Kachroo & P. Kachroo : Cell Reports, 4, 1168 (2013).
20. 20) L. H. Ji & S. W. Ding : Mol. Plant Microbe Interact., 14, 715 (2001).
21. 21) A. J. Love, C. Geri, J. Laird, C. Carr, B. W. Yun, G. J. Loake, Y. Tada, A. Sadanandom & J. J. Milner : PLoS ONE, 7, e47535 (2012).
22. 22) T. Donze, F. Qu, P. Twigg & T. J. Morris : Virology, 449, 207 (2014).

腸管免疫系に特徴的な細胞群による免疫応答誘導と腸内共生菌と食品の作用  /  八村 敏志

Page. 814 - 818 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

近年，食品成分が免疫系に作用することが示され，これらを利用した新規機能性食品の開発が進められている．腸管には最大級の免疫系が存在し，食品成分の作用を受けるのはこの腸管免疫系である．腸管においては，(1)経口摂取されたタンパク質抗原に対して免疫応答が抑制され，食物アレルギーの抑制機構とされる「経口免疫寛容」，(2)腸管粘膜における感染防御を担い，腸内共生菌を制御するIgA抗体分泌，そして(3)腸管バリアの防御に働くTh17細胞が誘導される，といった特徴的な免疫応答が誘導されることが知られるが，このような応答は，腸管に存在する独特の性質を有する免疫細胞によって担われることが最近の研究で明らかになってきた．本稿では，これら腸管特有の細胞群について紹介する（図1, 概念図で組織的な配置は考慮されていない）．特にIgA抗体産生，および「経口免疫寛容」それぞれに重要な腸管樹状細胞について詳細に解説する．また，IgA抗体産生を増強することを見いだしたCD3^-IL-2R⁺細胞や最近注目されている非血球系細胞として腸管免疫組織を構築するストローマ細胞についても紹介したい．また，これら腸管免疫細胞は，腸内細菌および食品成分の作用が注目される．腸内には，100兆個とも言われる腸内共生菌が生息しており，これらが免疫系の正常な発達，生体の恒常性に重要であることが明らかになってきている．これら腸内共生菌，さらに，プロバイオティクス，プレバイオティクスをはじめ，種々の食品成分は，これら腸管免疫細胞に少なからず作用すると考えられる．

1. 1) A. Sato, M. Hashiguchi, E. Toda, A. Iwasaki, S. Hachi­mura & S. Kaminogawa : J. Immunol., 171, 3684 (2003).
2. 2) J. R. Mora, M. Iwata, B. Eksteen, S. Y. Song, T. Junt, B. Senman, K. L. Otipoby, A. Yokota, H. Takeuchi, P. Ricciardi-Castagnoli et al. : Science, 314, 1157 (2006).
3. 3) H. Tezuka, Y. Abe, M. Iwata, H. Takeuchi, H. Ishikawa, M. Matsushita, T. Shiohara, S. Akira & T. Ohteki : Nature, 448, 929 (2007).
4. 4) D. Mucida, Y. Park, G. Kim, O. Turovskaya, I. Scott, M. Kronenberg & H. Cheroutre : Science, 317, 256 (2007).
5. 5) A. Shiokawa, K. Tanabe, N. M. Tsuji, R. Sato & S. Hachimura : Immunol. Lett., 125, 7 (2009).
6. 6) E. Mazzini, L. Massimiliano, G. Penna & M. Rescigno : Immunity, 40, 248 (2014).
7. 7) Y. Goto, C. Panea, G. Nakato, A. Cebula, C. Lee, M. G. Diez, T. M. Laufer, L. Ignatowicz & I. I. Ivanov : Immunity, 40, 594 (2014).
8. 8) M. Kuraoka, M. Hashiguchi, S. Hachimura & S. Kaminogawa : Eur. J. Immunol., 34, 1920 (2004).
9. 9) 梅田幸子，八村敏志：臨床免疫・アレルギー科，47, 633 (2007)
10. 10) J. A. Walker, J. L. Barlow & A. N. McKenzie : Nat. Rev. Immunol., 13, 75 (2013).
11. 11) M. Tsuji, K. Suzuki, H. Kitamura, M. Maruya, K. Kinoshita, I. I. Ivanov, K. Itoh, D. R. Littman & S. Fagarasan : Immunity, 29, 261 (2008).
12. 12) A. Mortha, A. Chudnovskiy, D. Hashimoto, M. Bogunovic, S. P. Spencer, Y. Belkaid & M. Merad : Science, 343, 1249288 (2014).
13. 13) B. He, W. Xu, P. A. Santini, A. D. Polydorides, A. Chiu, J. Estrella, M. Shan, A. Chadburn, V. Villanacci, A. Plebani et al. : Immunity, 26, 812 (2007).
14. 14) R. Roozendaal & R. E. Mebius : Annu. Rev. Immunol., 29, 23 (2011).
15. 15) R. Molenaar, M. Greuter, A. P. van der Marel, R. Roozendaal, S. F. Martin, F. Edele, J. Huehn, R. Förster, T. O'Toole, W. Jansen et al. : J. Immunol., 183, 6395 (2009).
16. 16) K. Suzuki, M. Maruya, S. Kawamoto, K. Sitnik, H. Kitamura, W. W. Agace & S. Fagarasan : Immunity, 33, 71 (2010).
17. 17) H. Tezuka, Y. Abe, J. Asano, T. Sato, J. Liu, M. Iwata & T. Ohteki : Immunity, 34, 247 (2011).
18. 18) S. Cording, B. Wahl, D. Kulkarni, H. Chopra, J. Pezoldt, M. Buettner, A. Dummer, U. Hadis, M. Heimesaat, S. Bereswill et al. : Mucosal Immunol., 7, 359 (2014).
19. 19) Y. Umesaki, H. Setoyama, S. Matsumoto, A. Imaoka & K. Itoh : Infect. Immun., 67, 3504 (1999).
20. 20) T. Yanagibashi, A. Hosono, A. Oyama, M. Tsuda, A. Suzuki, S. Hachimura, Y. Takahashi, Y. Momose, K. Itoh, K. Hirayama et al. : Immunobiology, 218, 645 (2013).
21. 21) Y. Kikuchi, A. Kunitoh-Asari, K. Hayakawa, S. Imai, K. Kasuya, K. Abe, Y. Adachi, S. Fukudome, Y. Takahashi & S. Hachimura : PLoS ONE, 9, e86416 (2014).
22. 22) A. Tanioka, K. Tanabe, A. Hosono, H. Kawakami, S. Kaminogawa, K. Tsubaki & S. Hachimura : Scand. J. Immunol., 78, 61 (2013).
23. 23) D. O. Son, H. Satsu, Y. Kiso, M. Totsuka & M. Shimizu : Cytokine, 42, 265 (2008).
24. 24) Y. Tomosada, J. Villena, K. Murata, E. Chiba, T. Shimazu, H. Aso, N. Iwabuchi, J. Z. Xiao, T. Saito & H. Kitazawa : PLoS ONE, 8, e59259 (2013).
25. 25) T. Yoshida, M. Enomoto, S. Nakayama, Y. Adachi, W. Fujiwara, H. Sugiyama, M. Shimojoh, S. Okada & M. Hattori : Biosci. Biotechnol. Biochem., 77, 1826 (2013).
26. 26) T. Kawashima, A. Kosaka, H. Yan, Z. Guo, R. Uchiyama, R. Fukui, D. Kaneko, Y. Kumagai, D. J. You, J. Carreras et al. : Immunity, 38, 1187 (2013).
27. 27) Y. Li, S. Innocentin, D. R. Withers, N. A. Roberts, A. R. Gallagher, E. F. Grigorieva, C. Wilhelm & M. Veldhoen : Cell, 147, 629 (2011).
28. 28) H. K. Wang, C. H. Yeh, T. Iwamoto, H. Satsu, M. Shimizu & M. Totsuka : J. Agric. Food. Chem., 60, 2171 (2012).

セミナー室

リゾチーム遷移状態アナログの設計に基づく反応機構の検証  /  尾形 慎, 碓氷 泰市, 梅本 尚之, 大沼 貴之, 深溝 慶, 沼田 倫征

Page. 819 - 824 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

ニワトリ卵白リゾチーム（hen egg white lysozyme; HEWL）は，1965年Phillipsらによってタンパク質としては3番目，酵素としては初めてX線結晶構造解析によりその立体構造が明らかにされた（1）．この発見以降，HEWLは阻害剤との複合体構造解析などの多くの研究が行われ，現在ではその反応機構が非常によく理解されている酵素の一つである．それにもかかわらず，HEWLの触媒機構に関しては50年以上もの長きにわたりさまざまな提案がなされ，いまだ議論の対象になっていることは興味深い．一般的に，酵素は基質の化学変化をもたらすものであるので，酵素と基質の複合体は不安定であり，それを直接的手段により観測することは困難である．しかし，酵素の立体構造や反応機構（反応中間体）に基づいて設計された競争阻害剤は，酵素の基質結合部位で安定な構造をとることから，今日に至るまで酵素反応機構を解明する強力な研究ツールとなっている（2, 3）．近年筆者らは，2種類のHEWL遷移状態アナログ阻害剤を分子設計し，これらを用いてHEWL反応機構について再検証したので紹介する．

1. 1) C. C. F. Blake, L. N. Johnson, G. A. Mair, A. C. T. North & D. C. Phillips : Nature, 196, 1173 (1965).
2. 2) V. H. Lillelund, H. H. Jensen, X. Liang & M. Bols : Chem. Rev., 102, 515 (2002).
3. 3) T. Ito, T. Katayama, M. Hattie, H. Sakurama, J. Wada, R. Suzuki, H. Ashida, T. Wakagi, K. Yamamoto, K. A. Stubbs et al. : J. Biol. Chem., 228, 11795 (2013).
4. 4) L. Callewaert & C. W. Michiels : J. Biosci., 35, 127 (2010).
5. 5) D. M. Chipman, J. J. Pollock & N. Sharon : J. Biol. Chem., 243, 487 (1968).
6. 6) B. Carreño-Gómez & R. Duncan : Int. J. Pharm., 148, 231 (1997).
7. 7) C. C. F. Blake, L. N. Johnson, G. A. Mair, A. C. T. North, D. C. Phillips & V. R. Sarma : Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 167, 378 (1967).
8. 8) J. A. Thoma, J. E. Spradlin & S. Dygert : “The Enzymes,” ed. by P. D. Boyer, 3rd Ed., 5, 1971, pp. 115–189.
9. 9) T. Imoto, L. N. Johnson, A. C. T. North, D. C. Phillips & J. A. Rupley : “The Enzymes,” ed. by P. D. Boyer, 3rd Ed., 7, 1972, pp. 665–868.
10. 10) J. A. Rupley & V. Gates : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 57, 496 (1967).
11. 11) B. A. Malcolm, S. Rosenberg, M. J. Corey, J. S. Allen, A. de Baetselier & J. F. Kirsch : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 133 (1989).
12. 12) D. C. Phillips : Sci. Am., 215, 78 (1966).
13. 13) D. E. Koshland : Biol. Rev. Camb. Philos. Soc., 28, 416 (1953).
14. 14) D. J. Vocadlo, G. J. Davies, R. Laine & S. G. Withers : Nature, 412, 835 (2001).
15. 15) L. N. Johnson, D. C. Phillips & J. A. Rupley : Brookhaven Symp. Biol., 21, 120 (1968).
16. 16) I. I. Secemski, S. S. Lehrer & G. E. Lienhard : J. Biol. Chem., 247, 4740 (1972).
17. 17) D. M. Chipman & N. Sharon : Science, 165, 454 (1969).
18. 18) R. Kuroki, Y. Ito, Y. Kato & T. Imoto : J. Biol. Chem., 272, 19976 (1997).
19. 19) T. Goto, Y. Abe, Y. Kakuta, K. Takeshita, T. Imoto & T. Ueda : J. Biol. Chem., 282, 27459 (2007).
20. 20) M. Ogata, T. Hattori, R. Takeuchi & T. Usui : Carbohydr. Res., 345, 230 (2010).
21. 21) M. Ogata, R. Takeuchi, A. Suzuki, H. Hirai & T. Usui : Biosci. Biotechnol. Biochem., 76, 1362 (2012).
22. 22) T. Kawaguchi, K. Sugimoto, H. Hayashi & M. Arai : Biosci. Biotechnol. Biochem., 60, 344 (1996).
23. 23) A. Tanaka : Biosci. Biotechnol. Biochem., 60, 2055 (1996).
24. 24) D. L. Zechel, A. B. Boraston, T. Gloster, C. M. Boraston, J. M. Macdonald, D. M. Tilbrook, R. V. Stick & G. J. Davies : J. Am. Chem. Soc., 125, 14313 (2003).
25. 25) M. Ogata, N. Umemoto, T. Ohnuma, T. Numata, A. Suzuki, T. Usui & T. Fukamizo : J. Biol. Chem., 288, 6072 (2013).
26. 26) H. H. Jensen, L. Lyngbye & M. Bols : Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 40, 3447 (2001).
27. 27) A. Warshel & M. Levitt : J. Mol. Biol., 103, 227 (1976).
28. 28) W. Guo, J. Hiratake, K. Ogawa, M. Yamamoto, S.-J. Ma & K. Sakata : Bioorg. Med. Chem. Lett., 11, 467 (2001).
29. 29) S. Mohan, R. Eskandari & B. M. Pinto : Acc. Chem. Res., 47, 211 (2014).
30. 30) T. Fukamizo : Curr. Protein Pept. Sci., 1, 105 (2000).

メチロトロフ酵母における多様なオートファジー経路とその生理機能  /  奥 公秀, 田村 直輝, 阪井 康能

Page. 825 - 829 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

オートファジーは真核生物に広く保存された細胞内の物質分解機構であり，細胞質のさまざまな成分やオルガネラを液胞（リソソーム）内部に運び込むことによって分解する．この分子機構は，1990年代初めの出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを対象にした大隅らの研究（1）を嚆矢としてその詳細が明らかとなってきた．酵母で見いだされた多くのオートファジー関連タンパク質（Autophagy-related proteins; Atgタンパク質と呼ばれる）は哺乳類細胞においても保存されており，細胞内アミノ酸プールの維持や，細胞内に蓄積した老廃物の除去に機能することが見いだされている

1. 1) M. Tsukada & Y. Ohsumi : FEBS Lett., 333, 169 (1993).
2. 2) N. Mizushima : Genes Dev., 21, 2861 (2007).
3. 3) H. Yurimoto, M. Oku & Y. Sakai : Int. J. Microbiol., 2011, 101298 (2011).
4. 4) T. Kawamata, Y. Kamada, Y. Kabeya, T. Sekito & Y. Ohsumi : Mol. Biol. Cell, 19, 2039 (2008).
5. 5) K. Suzuki, Y. Kubota, T. Sekito & Y. Ohsumi : Genes Cells, 12, 209 (2007).
6. 6) J. Kim, Y. Kamada, P. E. Stromhaug, J. Guan, A. Hefner-Gravink, M. Baba, S. V. Scott, Y. Ohsumi, W. A. Dunn, Jr. & D. J. Klionsky : J. Cell Biol., 153, 381 (2001).
7. 7) J. C. Farre, R. Manjithaya, R. D. Mathewson & S. Subramani : Dev. Cell, 14, 365 (2008).
8. 8) J. C. Farre, A. Burkenroad, S. F. Burnett & S. Subramani : EMBO Rep., 14, 441 (2013).
9. 9) A. M. Motley, J. M. Nuttall & E. H. Hettema : EMBO J., 31, 2852 (2012).
10. 10) C. De Duve & R. Wattiaux : Annu. Rev. Physiol., 28, 435 (1966).
11. 11) Y. Sakai, A. Koller, L. K. Rangell, G. A. Keller & S. Subramani : J. Cell Biol., 141, 625 (1998).
12. 12) H. Mukaiyama, M. Oku, M. Baba, T. Samizo, A. T. Hammond, B. S. Glick, N. Kato & Y. Sakai : Genes Cells, 7, 75 (2002).
13. 13) H. Mukaiyama, M. Baba, M. Osumi, S. Aoyagi, N. Kato, Y. Ohsumi & Y. Sakai : Mol. Biol. Cell, 15, 58 (2004).
14. 14) N. Tamura, M. Oku & Y. Sakai : J. Cell Sci., 123, 4107 (2010).
15. 15) N. Tamura, M. Oku, M. Ito, N. N. Noda, F. Inagaki & Y. Sakai : J. Cell Biol., 202, 685 (2013).
16. 16) K. Kawaguchi, H. Yurimoto, M. Oku & Y. Sakai : PLoS ONE, 6, e25257 (2011).
17. 17) M. Asakura, S. Ninomiya, M. Sugimoto, M. Oku, S. Yamashita, T. Okuno, Y. Sakai & Y. Takano : Plant Cell, 21, 1291 (2009).
18. 18) M. Oku, D. Warnecke, T. Noda, F. Muller, E. Heinz, H. Mukaiyama, N. Kato & Y. Sakai : EMBO J., 22, 3231 (2003).
19. 19) K. Yoshimoto, M. Shibata, M. Kondo, K. Oikawa, M. Sato, K. Toyooka, K. Shirasu, M. Nishimura & Y. Ohsumi : J. Cell Sci., (2014).
20. 20) M. Shibata, K. Oikawa, K. Yoshimoto, M. Kondo, S. Mano, K. Yamada, M. Hayashi, W. Sakamoto, Y. Ohsumi & M. Nishimura : Plant Cell, 25, 4967 (2013).
21. 21) S. Yamashita, H. Yurimoto, D. Murakami, M. Yoshikawa, M. Oku & Y. Sakai : Genes Cells, 14, 861 (2009).

β-アミノ酸含有マクロラクタム抗生物質の生合成  /  工藤 史貴, 宮永 顕正, 江口 正

Page. 830 - 835 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

エリスロマイシンやテトラサイクリンに代表されるポリケチド抗生物質は，化学構造と生理活性の多様性に最も富んだ抗生物質の一群である．主に放線菌などの微生物が生産することが知られており，脂肪酸生合成と類似した機構で生合成されることが知られている．脂肪酸生合成では，アセチルACP（アシルキャリアープロテイン）とマロニルACP間のクライゼン型縮合反応によりアセトアセチルACPが生成し，次いでβ位のカルボニル基が水酸基に還元され，さらに脱水反応によりα,β-不飽和エステルに変換される．そして，さらに二重結合が還元されることで酢酸ユニット（二炭素）が伸長したブタノイルACPに変換される．

1. 1) B. S. Moore & C. Hertweck : Nat. Prod. Rep., 19, 70 (2002).
2. 2) F. Kudo, A. Miyanaga & T. Eguchi : Nat. Prod. Rep., 31, 1056 (2014).
3. 3) K. D. Walker, K. Klettke, T. Akiyama & R. Croteau : J. Biol. Chem., 279, 53947 (2004).
4. 4) S. Omura, A. Nakagawa, K. Shibata & H. Sano : Tetrahedron Lett., 23, 4713 (1982).
5. 5) M. Takaishi, F. Kudo & T. Eguchi : Org. Lett., 14, 4591 (2012).
6. 6) K. Amagai, R. Takaku, F. Kudo & T. Eguchi : ChemBioChem, 14, 1998 (2013).
7. 7) Y. Shinohara, F. Kudo & T. Eguchi : J. Am. Chem. Soc., 133, 18134 (2011).
8. 8) D. Reimer & H. B. Bode : Nat. Prod. Rep., 31, 154 (2014).
9. 9) M. Takaishi, F. Kudo & T. Eguchi : J. Antibiot., 66, 691 (2013).
10. 10) D. W. Udwary et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 10376 (2007).
11. 11) H. Jørgensen et al. : Chem. Biol., 16, 1109 (2009).
12. 12) H. Jørgensen et al. : Appl. Environ. Microbiol., 76, 283 (2010).
13. 13) E. J. Skellam, A. K. Stewart, W. K. Strangman & J. L. Wright : J. Antibiot., 66, 431 (2013).
14. 14) K. Flinspach, C. Ruckert, J. Kalinowski, L. Heide & A. K. Apel : Genome Announc., 2, e01146 (2014).

バイオサイエンススコープ

ゲノム編集技術と克服すべき重要課題  /  石井 哲也

Page. 836 - 840 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

ZFN, TALEN, CRISPR/Casに代表されるゲノム編集技術は，従来の遺伝子組換え技術に比して圧倒的に高効率な遺伝子改変を可能とし，科学，産業，医療などへの広範なインパクトをもたらすと注目を集めている．一方で，ゲノム編集は，いわゆる“痕跡残らぬ”遺伝子改変をもたらし，現行の遺伝子組換え生物の規制上に不明瞭な境界領域を生み，問題となりつつある．本稿は遺伝子工学におけるゲノム編集技術の位置づけを分析し，海外における規制対応状況を俯瞰したうえで，今後の農業，産業，医療などへの応用における潜在的な問題を考察する．また，ゲノム編集技術の到来を研究上の観点から好意的に捉えることにとどまらず，社会の理解を得つつ，社会に貢献できる研究開発のあり方についても言及する．

1. 1) T. Gaj, C. A. Gersbach & C. F. Barbas, III : Trends Biotechnol., 31, 397 (2013).
2. 2) J. K. Joung & J. D. Sander : Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 14, 49 (2013).
3. 3) J. D. Sander & J. K. Joung : Nat. Biotechnol., 32, 347 (2014).
4. 4) Y. Ishino, H. Shinagawa, K. Makino, M. Amemura & A. Nakata : J. Bacteriol., 169, 5429 (1987).
5. 5) A. Lombardo et al. : Nat. Biotechnol., 25, 1298 (2007).
6. 6) J. Hauschild et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 12013 (2011).
7. 7) Y. Niu et al. : Cell, 156, 836 (2014).
8. 8) H. Liu et al. : Cell Stem Cell, 14, 323 (2014).
9. 9) J. Zou, P. Mali, X. Huang, S. N. Dowey & L. Cheng : Blood, 118, 4599 (2011).
10. 10) Y. Wu et al. : Cell Stem Cell, 13, 659 (2013).
11. 11) Editas Medicine website, 2014.
12. 12) Q. Shan et al. : Nat. Biotechnol., 31, 686 (2013).
13. 13) V. K. Shukla et al. : Nature, 459, 437 (2009).
14. 14) T. Li, B. Liu, M. H. Spalding, D. P. Weeks & B. Yang : Nat. Biotechnol., 30, 390 (2012).
15. 15) D. Gruskin : Nat. Biotechnol., 30, 211 (2012).
16. 16) M. Araki, K. Nojima & T. Ishii : Trends Biotechnol., 32, 234 (2014).
17. 17) C. Nagamangala Kanchiswamy, D. J. Sargent, R. Velasco, M. E. Maffei & M. Malnoy : Trends Biotechnol., (2014), doi
18. 18) L. Tesson et al. : Nat. Biotechnol., 29, 695 (2011).
19. 19) USDA APHIS : responded to an inquiry from DowAgroSciences regarding the regulatory status of organisms modified using their zinc finger technology (EXZACT). March 8. , 2012.
20. 20) Food Standards Australia New Zealand : New Plant Bleeding Techniques. , 2013.
21. 21) The Sustainability Council of New Zealand : High Curt Prevents Developers from Bypassing GM Laws. , 2014.
22. 22) P. Tebas et al. : N. Engl. J. Med., 370, 901 (2014).
23. 23) R. R. Sharp, M. A. Yudell & S. H. Wilson : Nat. Rev. Genet., 5, 311 (2004).

追悼

藤巻正生先生を悼む  /  荒井 綜一

Page. 841 - 843 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

「荒井君，キミ，肉を食わなきゃダメだよ」x{2014}ある会食の席で，私のあっさりした献立を横目でチラリと見ながらビーフステーキをパクパクと召し上がっておられた恩師・藤巻正生先生（当時94歳）が，去る8月14日，97歳の天寿を全うされてお亡くなりになった．

 

農芸化学@HighSchool

香料の抗変異原性に関する研究  /  佐々木 晴香, 佐藤 春佳, 吉岡 絵里

Page. 843 - 845 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)

概要原稿

リファレンス

本研究は，日本農芸化学会2014年度（平成26年度）大会（開催地：明治大学生田キャンパス）「ジュニア農芸化学会2014」で発表されたものである．香料としてなじみ深いバニリンの突然変異抑制作用に注目し，酵母を用いてそのメカニズムを解析している．身近な食品による発がん抑制の可能性を探ったたいへん興味深い研究であった．

1. 1) Y. Kuroda & T. Inoue : Mutat. Res., 202, 387 (1988).
2. 2) T. Ohta, M. Watanabe, Y. Shirasu & T. Inoue : Mutat. Res., 201, 107 (1988).
3. 3) H. Imanishi, Y. F. Sasaki, K. Matsumoto, M. Watanabe, T. Ohta, Y. Shirasu & K. Tutikawa : Mutat. Res., 243, 151 (1990).