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Structural and functional analyses of bacterial ubiquitin ligases

Research Project

Project/Area Number 16K14700
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Mizushima Tsunehiro  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (90362269)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords蛋白質 / 酵素反応 / ユビキチンリガーゼ / エフェクター
Outline of Final Research Achievements

Pathogenic bacteria such as Shigella, Salmonella and Yersinia deliver a variety of virulence factors, called effectors, into host cells. Some of effectors hijack host proteins and function as E3 ubiquitin ligases. The NEL domain and CXD motif are different from those of the eukaryotic HECT and RING-finger E3 ligases. To elucidate the molecular mechanisms of bacterial E3 ubiquitin ligase effectors, we performed the structural and functional analyses of YopM and IpaH family proteins. In this study, we solved the crystal structure of Yersinia YopM, which has CXD motif at 2.5A resolution. Shigella effector IpaH9.8 contains leucine-rich repeats (LRRs) involved in substrate recognition and NEL domain. We determined the crystal structures of substrate recognition domain of IpaH9.8. These structures provide insights into the structural features of bacterial E3 ubiquitin ligases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

腸管病原細菌による炎症性下痢は世界の5歳未満児死亡原因で肺炎に次いで多く、有効なワクチンのない病原菌の存在により発展途上国を中心に多数の死者を出している。また、腸管病原細菌の感染は近年の多剤耐性菌の出現により先進国においても問題となっており病原細菌の感染機構解明や治療法の開発は重要な研究課題である。本研究で決定したエルシニアYopMおよび赤痢IpaH9.8基質認識領域の立体構造は、病原細菌の感染機構の理解に貢献するものである。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Shigella hijacks the glomulin?cIAPs?inflammasome axis to promote inflammation2018

    • Author(s)
      Suzuki Shiho、Suzuki Toshihiko、Mimuro Hitomi、Mizushima Tsunehiro、Sasakawa Chihiro
    • Journal Title

      EMBO Rep

      Volume: 19 Issue: 1 Pages: 89-101

    • DOI

      10.15252/embr.201643841

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of the substrate-recognition domain of the Shigella E3 ligase IpaH9.82016

    • Author(s)
      K Takagi, et al
    • Journal Title

      Acta Cryst

      Volume: F72 Issue: 4 Pages: 269-275

    • DOI

      10.1107/s2053230x16002715

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクターによる免疫反応抑制機構の解明2019

    • Author(s)
      平木慶人、高木賢治、Kim Minsoo、水島恒裕
    • Organizer
      技術・人材マッチング交流会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクタータンパク質IpaH1.4/2.5によるLUBAC複合体認識機構の解析2018

    • Author(s)
      平木慶人、高木賢治、Kim Minsoo、水島恒裕
    • Organizer
      第65回日本生化学会近畿支部例会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ユビキチン-プロテアソーム経路による生命制御の分子メカニズム2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      徳島大学薬学部講演会
    • Place of Presentation
      徳島大学薬学部 (徳島県・徳島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] バクテリアの感染戦略:エフェクターによる宿主防御経路の阻害機構2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      第4回県立健康生活科学研究所・理学部合同研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学 (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2017-02-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 病原細菌エフェクターによる宿主防御経路阻害の分子メカニズム2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      神戸大学/兵庫県立大学間交流セミナー
    • Place of Presentation
      兵庫県立先端科学技術支援センター (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2017-01-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ユビキチン修飾経路の新しい制御メカニズムの解析2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      さきがけ「生体分子の形と機能」10年間の展開
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Structural Insight into the Molecular Mechanisms of Bacterial Effectors2017

    • Author(s)
      Mizushima, T.
    • Organizer
      2nd Joint International Symposium of NSRRC, Taiwan, IPR, Osaka University, Japan, Establishment of Structural Biology Network in Asia and Oceania
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 構造学的手法を用いた赤痢菌エフェクター IpaH ファミリーの反応機構の解析2016

    • Author(s)
      西出旭, Minsoo Kim, 桑原直之, 加藤龍一, 笹川千尋, 水島恒裕
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクター IpaH1880 反応機構の解析2016

    • Author(s)
      西出旭, Minsoo Kim, 水島恒裕
    • Organizer
      科学研究費補助金 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」平成28年度 領域班会議
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポ (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクターIpaH9.8によるNEMO認識機構の解析2016

    • Author(s)
      高木賢治, 大津彩織, Kim Minsoo, 水島恒裕
    • Organizer
      日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場 (福岡・福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-07
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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