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Study of the transport mechanism of periodontal pathogen's pili proteins and search for the inhibitors

Research Project

Project/Area Number 19K10072
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

Shoji Mikio  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今田 勝巳  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords歯周病細菌 / リポタンパク質 / 線毛 / 歯周病菌
Outline of Research at the Start

細菌の線毛は、「宿主への定着」に関わる重要な装置である。
我々は、歯周病細菌の線毛は従来研究されてきた細菌の線毛とは全く異なる構造であるとともに新規な形成機構であることを報告してきた。
また、この新規な構造および線毛形成機構を持つ線毛(5型線毛と命名)は腸内バクテロイデス細菌などを含むバクテロイディア綱細菌に普遍的に存在することもわかった。
5型線毛の形成機構の特徴の一つは線毛構成タンパク質がリポタンパク質輸送機構で菌体表面に輸送されることであるが、この輸送機構は大腸菌などで解明されたリポタンパク質輸送機構とは異なる可能性がある。
本研究は、この輸送機構の詳細を解明することにある。

Outline of Final Research Achievements

A periodontopathogen, Porphyromonas gingivalis, has two different pili called Fim pili and Mfa pili. We have previously shown that FimA and Mfa1, the major component proteins of their pili, are secreted as lipoproteins and polymerized when their N-termini are degraded by arginine-specific proteinases on the cell surface. However, mechanism(s) of their secretion onto the cell surface remained unclear. In this study, we tried to reveal the mechanisms involved in the transport from the inner membrane to the outer membrane and their secretion onto the cell surface by using the FimA protein.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

慢性歯周炎の最重要関連細菌としてジンジバリス菌が知られている。ジンジバリス菌の病原因子として宿主への定着やバイオフィルム形成に関わる線毛がある。ジンジバリス菌の線毛はこれまでに知られている線毛とは異なる線毛形成機構を持つことから我々は新規の5型線毛と命名した。本研究の目的は線毛主要構成タンパク質の輸送・分泌に関わるメカニズムの詳細を明らかにすることである。その結果, FimAのN末端側のシステイン残基の後方にある2つの酸性アミノ酸が分泌に必須であることを見出した。さらにFimAを持いたコンディショナル発現系を構築し発現抑制または重合阻害する小分子をいくつか見出した。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (15 results) Remarks (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of the O-Glycoproteome of Porphyromonas gingivalis2022

    • Author(s)
      Veith PD, Shoji Mikio, Scott NE, Reynolds EC.
    • Journal Title

      Microbiology Spectrum

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/spectrum.01502-21

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  • [Journal Article] Insertional Inactivation of Prevotella intermedia OxyR Results in Reduced Survival with Oxidative Stress and in the Presence of Host Cells.2021

    • Author(s)
      Naito M, Belvin BR, Shoji M, Gui Q, Lewis JP.
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 9(3) Issue: 3 Pages: 551-551

    • DOI

      10.3390/microorganisms9030551

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  • [Journal Article] Structure of polymerized type V pilin reveals assembly mechanism involving protease-mediated strand exchange2020

    • Author(s)
      Satoshi Shibata, Mikio Shoji, Kodai Okada, Hideyuki Matsunami, Melissa Matthews, Katsumi Imada, Koji Nakayama and Matthias Wolf
    • Journal Title

      Nature Microbiology

      Volume: - Issue: 6 Pages: 830-837

    • DOI

      10.1038/s41564-020-0705-1

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Type IX Secretion System Cargo Proteins Are Glycosylated at the C Terminus with a Novel Linking Sugar of the Wbp/Vim Pathway.2020

    • Author(s)
      Veith PD, Shoji M, O'Hair RAJ, Leeming MG, Nie S, Glew MD, Reid GE, Nakayama K, Reynolds EC.
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 11(5) Issue: 5

    • DOI

      10.1128/mbio.01497-20

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    • Author(s)
      Hamamoto Yuta、Ouhara Kazuhisa、Munenaga Syuichi、Shoji Mikio、Ozawa Tatsuhiko、Hisatsune Jyunzo、Kado Isamu、Kajiya Mikihito、Matsuda Shinji、Kawai Toshihisa、Mizuno Noriyoshi、Fujita Tsuyoshi、Hirata Shintaro、Tanimoto Kotaro、Nakayama Koji、Kishi Hiroyuki、Sugiyama Eiji、Kurihara Hidemi
    • Journal Title

      Arthritis Research & Therapy

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 249-249

    • DOI

      10.1186/s13075-020-02348-z

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  • [Journal Article] PorA, a conserved C-terminal domain-containing protein, impacts the PorXY-SigP signaling of the type IX secretion system.2020

    • Author(s)
      Yukitake H, Shoji M, Sato K, Handa Y, Naito M, Imada K, Nakayama K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10(1) Issue: 1 Pages: 21109-21109

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77987-y

    • NAID

      120006980768

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  • [Journal Article] Biogenesis of Type V pili.2020

    • Author(s)
      Shoji M, Shibata S, Sueyoshi T, Naito M, Nakayama K.
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: 64(10) Issue: 10 Pages: 643-656

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12838

    • NAID

      120006988474

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  • [Journal Article] Transport and Polymerization of Porphyromonas gingivalis Type V Pili2020

    • Author(s)
      Shoji M, Shibata S, Naito M, Nakayama K.
    • Journal Title

      Methods in Molecular Microbiology

      Volume: 2210 Pages: 61-73

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0939-2_7

    • ISBN
      9781071609385, 9781071609392
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    • Author(s)
      内藤真理子, 庄子幹郎
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      柴田敏史, 庄子幹郎, Matthias Wolf, 藤井潤
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      第95回日本細菌学会総会
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      内藤真理子, 庄子幹郎
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      2021年九州微生物研究フォーラム
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      庄子幹郎, 内藤真理子
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  • [Presentation] Porphyromonas gingivalisにおける9型分泌機構の発現制御2021

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      雪竹英治, 庄子幹郎, 中山浩次, 内藤真理子
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      第63回歯科基礎医学会学術大会
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  • [Presentation] Insertional inactivation of oxyR results in reduced survival with oxidative stress and in the presence of host cells.2021

    • Author(s)
      内藤真理子, 庄子幹郎
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      第63回歯科基礎医学会学術大会
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  • [Presentation] Porphyromonas gingivalis における主要Mfa1線毛バリアントであるMfa53の構造2021

    • Author(s)
      小島嶺, 柴田敏史, 竹川宜宏, 庄子幹郎, 今田勝巳
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      第59回日本生物物理学会年会
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  • [Presentation] 歯周病細菌の9型分泌機構により分泌されるタンパク質の新規糖鎖結合機構2021

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      庄子幹郎, Paul Veith, 中山浩次, Eric Reynolds, 内藤真理子
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      第94回日本細菌学会総会
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    • Author(s)
      雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 反田祐介, 内藤真理子, 今田勝巳, 中山浩次
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      第94回日本細菌学会総会
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      庄子幹郎, 中山浩次, 内藤真理子
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      第62回歯科基礎医学会学術大会
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  • [Presentation] Porphyromonas gingivalisにおけるコンディショナル遺伝子発現系の構築2020

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      庄子幹郎, 末吉峻幸, 内藤真理子
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      第93回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] Cryo-EM Structure of polymerized Type V pilus of P. gingivalis reveals assembly mechanism2020

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      柴田敏史, 庄子幹郎, 松波秀行, Melissa Matthews, 今田勝巳, 中山浩次, Matthias Wolf
    • Organizer
      第93回日本細菌学会
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  • [Presentation] 9型分泌機構の基質タンパク質であるPorAは二成分制御系PorXYとECFシグマ因子SigPの上流で正の制御因子として機能する2019

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      庄子幹郎, 雪竹英治, 佐藤啓子, 内藤真理子, 中山浩次
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      中山浩次, 雪竹英治, 庄子幹郎, 佐藤啓子, 内藤真理子
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      内藤真理子, 庄子幹郎, 中山浩次
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      第61回歯科基礎医学会学術大会
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      http://www.de.nagasaki-u.ac.jp/education/dept_moi.html

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      https://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science198.html

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      http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2020/200414/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] メンブレンべシクル2019

    • Inventor(s)
      中尾龍馬、庄子幹郎、中山浩次
    • Industrial Property Rights Holder
      中尾龍馬、庄子幹郎、中山浩次
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Acquisition Date
      2020
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      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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