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連鎖球菌による宿主細胞表層多糖の認識及び分解機構の解明とその感染症治療への応用

Research Project

Project/Area Number 12J02291
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中道 優介  京都大学, 農学研究科, 特別研究員DC2

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsグリコサミノグリカン / リアーゼ / ヒドロラーゼ / X線結晶構造解析
Research Abstract

グリコサミノグリカン(GAG)には、1,3グリコシド結合を有するピアルロン酸やコンドロイチンと1,4グリコシド結合のヘパリンやヘパラン硫酸が存在する。本年度は、細菌における1,4結合のGAGの認識と分解に関わる分子機構の解明に焦点を当て、ヘパラン硫酸リアーゼ(HepC)の立体構造並びに不飽和ヘパリンニ糖に特異性を示す不飽和グルクロニルヒドロラーゼ(UGL)の立体構造と基質認識機構を解析した。
[1] HepCの結晶構造
GAG資化細菌Pedobacter heparinusに由来するHepCの立体構造を明らかにした。HepCはα/α-バレルのN末端ドメインと逆平行β-シートのC末端ドメインから構成されており、活性部位はドメイン間のクレフトに存在することが示唆された。
[2] UGLによる不飽和ヘパリンニ糖の認識機構
P. heparinus由来の不飽和ヘパリンニ糖に特異性を示すUGL (Phep_2830)の立体構造を分解能1.35Åで決定した。不飽和コンドロイチンニ糖に特異性を示すUGLとの構造比較、ドッキングシミュレーション、並びに変異体解析により、Phep_2830における不飽和ヘパリンニ糖の認識には、活性部位のポケット構造とループが重要であることが分かった。
[3]ヘパリン/ヘパラン硫酸結合タンパク質の探索
ヘパリンをリガンドとしたカラムを用いて、連鎖球菌の細胞表層画分からヘパリン/ヘパラン硫酸に親和性を示す分子量約40,000の候補タンパク質を得た。
ヘパリンやヘパラン硫酸は、哺乳類を始めとする種々の動物の細胞外マトリックスに含まれるため、本研究成果は感染や共生などの細菌と宿主との相互作用機序の解明につながることが期待される。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Crystal structure of a bacterial unsaturated glucuronyl hydrolase with specificity for heparin2014

    • Author(s)
      Yusuke Nakamichi, Bunzo Mikami, Kousaku Murata. and Wataru Hashimoto
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 289 Issue: 8 Pages: 4787-4797

    • DOI

      10.1074/jbc.m113.522573

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of Pedobacter heparinus heparin lyase Hep III with the active site in a deep cleft.2014

    • Author(s)
      Hashimoto W., Maruyama Y., Nakamichi Y., Mikami B., Murata K.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 53 Issue: 4 Pages: 777-786

    • DOI

      10.1021/bi4012463

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conferring the ability to utilize inorganic polyphosphate on ATP-specific NAD kinase2013

    • Author(s)
      Yusuke Nakamichi, Aya Yoshioka, Shigeyuki Kawai, and Kousaku Murata
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2632-2632

    • DOI

      10.1038/srep02632

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 連鎖球菌による宿主細胞外マトリクス(グリコサミノグリカン)の代謝機構2014

    • Author(s)
      橋本 渉、丸山如江、高瀬隆一、中道優介、三上文三、村田幸作
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌由来不飽和グルクロニルヒドロラーゼのヘパリン二糖認識機構2013

    • Author(s)
      中道優介、三上文三、村田幸作、橋本 渉
    • Organizer
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部合同大会および日本ビタミン学会近畿・中国四国・九州沖縄地区合同大会
    • Place of Presentation
      県立広島大学(広島県広島市)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] リン酸化酵素の先祖返り~化石ポリマー(ポリリン酸)利用能の産業への応用~2013

    • Author(s)
      河井重幸
    • Organizer
      2013年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘパリン分解細菌由来ヘパラン硫酸リアーゼHepCの結晶構造と活性部位2013

    • Author(s)
      橋本渉
    • Organizer
      2013年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸性多糖の分解に関わる細菌由来不飽和グルクロニルヒドロラーゼのクラスター分析2012

    • Author(s)
      中道優介
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 一残基のアミノ酸がNADP^+合成酵素のポリリン酸利用能を決定する2012

    • Author(s)
      中道優介
    • Organizer
      創立90周年記念第64回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-10-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ATP依存キナーゼにポリリン酸利用能を付与する方法2013

    • Inventor(s)
      村田幸作
    • Industrial Property Rights Holder
      京都大学
    • Industrial Property Number
      2013-006341
    • Filing Date
      2013-01-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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