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Structural and functional analysis of cytotoxic factors derived from pathogenic streptococci and their application to infection control

Research Project

Project/Area Number 21K06655
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionSuzuka University of Medical Science

Principal Investigator

Ohkura Kazuto  鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (00242850)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田端 厚之  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (10432767)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords細菌感染症 / 細胞溶解毒素 / 生体膜 / 感染症
Outline of Research at the Start

ヒトに対してA群連鎖球菌や肺炎球菌は、コレステロール依存性細胞溶解毒素(CDC)、ストレプトリジンS(SLS)を分泌し病原性を示す。ヒト常在性のアンギノーサス群連鎖球菌やミティス群連鎖球菌もCDCやSLSの関連因子を産生する。これらのうちN末端にレクチン様追加ドメインを持つ新規細胞溶解毒素(Sm-hPAF、EX-CDC、EX-EX-CDC)の解析を進める。また、SLSの本体をコードするsagA遺伝子がタンデムに存在することを報告し解析を進めている。これら連鎖球菌由来の細胞障害性因子CDC(EX-CDC、EX-EX-CDC)やSLS、分子中央にレクチン様追加ドメインを持つ新規分子(MLC)の構造機能解析から感染病理の理解と治療法(治療薬)開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The β-hemolytic strain of Streptococcus anginosus, a species of streptococci of the anginosus group, which is an opportunistic pathogen resident in the human oral cavity, produces streptolysin S (SLS) and exhibits hemolytic and human cytotoxicity. We analyzed the mechanism of action of SLS and the response of host cells.
Mitilectin (MLC) derived from S. pseudopneumoniae (SPpn), a human oral Mitis group streptococcus (MGS), was analyzed. MLC has a lipase domain and a cytolytic domain, and strains carrying the MLC gene were confirmed not only in SPpn but also in S. pneumoniae and S. mitis (SM). The MLC gene translation product existed as a secreted type and a bacterial surface bound type.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

連鎖球菌関連の病原因子について、動的構造と生物活性の相関を考慮して作用機構の解析を進めることで、溶血、血栓形成、血管炎といった細菌感染に起因する様々な症例の発症および重篤化のメカニズムの解明と、その予防・治療法の確立に繋がると思われる。さらに、連鎖球菌のみならず、様々な病原微生物と宿主の相互作用の進化論的研究や創薬、新医療技術の開発にも繋がると考えられ、学問的、社会的意義は大きい。宿主細胞への接着することと、細胞溶解を引き起こすことを切り分けて考える手掛かりとなり、細胞障害毒素の産生分泌や活性発現が制御できれば、潰瘍性大腸炎などの発症予防、治療方法の開発に繋がると期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Streptolysin S induces pronounced calcium-ion influx-dependent expression of immediate early genes encoding transcription factors2023

    • Author(s)
      Takuya Yamada、Yugo Yamamori、Nanami Matsuda、Hideaki Nagamune、Kazuto Ohkura、Toshifumi Tomoyasu、Atsushi Tabata
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 13720-13720

    • DOI

      10.1038/s41598-023-40981-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular Aspects of C-glycosides: Interactive Analysis of C-linked Compounds With the SGLT2 Molecular Model2023

    • Author(s)
      Kazuto Ohkura, Atsushi Tabata
    • Journal Title

      Anticancer Res

      Volume: 43 Issue: 8 Pages: 3747-3754

    • DOI

      10.21873/anticanres.16559

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human serum albumin stabilizes streptolysin S activity secreted in the extracellular milieu by streptolysin S-producing streptococci.2023

    • Author(s)
      Yokohata S, Ohkura K, Nagamune H, Tomoyasu T, Tabata A.
    • Journal Title

      Microbiol Immunol.

      Volume: 67 Issue: 2 Pages: 58-68

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13042

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dual functions of discoidinolysin, a cholesterol-dependent cytolysin with N-terminal discoidin domain produced from Streptococcus mitis strain Nm-76.2022

    • Author(s)
      Tabata A, Matsumoto A, Fujimoto A, Ohkura K, Ikeda T, Oda H, Yokohata S, Kobayashi M, Tomoyasu T, Takao A, Ohkuni H, Nagamune H.
    • Journal Title

      J Oral Microbiol.

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2105013-2105013

    • DOI

      10.1080/20002297.2022.2105013

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular Interaction Between Boron Tracedrug UTX-51 Derivatives and Bovine Serum Albumin: Application to an Analytical Model of AGEs Destruction by Thermal Neutron Irradiation.2022

    • Author(s)
      Ohkura K, Tabata A, Uto Y, Hori H.
    • Journal Title

      Anticancer Res.

      Volume: 42 Issue: 8 Pages: 4017-4023

    • DOI

      10.21873/anticanres.15898

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of a drug release evaluation system: application of mitochondrial respiration to monitor drug release2021

    • Author(s)
      Kazuto Ohkura, Yohei Tatematsu, Atsushi Tabata
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 41 Issue: 8 Pages: 4083-4088

    • DOI

      10.21873/anticanres.15210

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular characteristics of an adhesion molecule containing cholesterol‐dependent cytolysin‐motif produced by mitis group streptococci2021

    • Author(s)
      Matsumoto Airi、Tabata Atsushi、Ohkura Kazuto、Oda Hiroki、Kodama Chihiro、Ohkuni Hisashi、Takao Ayuko、Kikuchi Ken、Tomoyasu Toshifumi、Nagamune Hideaki
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 61-75

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12868

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ペプチド溶血毒素ストレプトリジンSの血液成分による安定化と病原性への寄与2023

    • Author(s)
      田端厚之、横畑修人、大倉一人、友安俊文、長宗秀明
    • Organizer
      第53回レンサ球菌研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] レンサ球菌が産生するペプチド溶血毒素ストレプトリジンSの血清アルブミンによる活性保護2023

    • Author(s)
      田端 厚之,横畑 修人,大倉 一人,友安 俊文,長宗 秀明
    • Organizer
      第69回毒素(トキシン)シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] UTX-114ファミリーとEGFR-tykとの相互作用解析:アセチルグルコース付加によるゲフィチニブ機能の修飾2023

    • Author(s)
      田端厚之、宇都義浩、大倉一人
    • Organizer
      第27回バイオ治療法学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト血清アルブミンによるStreptolysin Sの細胞傷害活性の安定化2023

    • Author(s)
      横畑修人、大倉一人、長宗秀明、友安俊文、田端厚之
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] C-配糖体型SGLT2阻害剤の分子特性:ヒトSGLT2分子モデルとの相互作用解析2022

    • Author(s)
      田端厚之、大倉一人
    • Organizer
      第26回日本バイオ治療法学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ミティス群レンサ球菌が産生するコレステロール依存性細胞溶解毒素様の細胞接着分子の特性2022

    • Author(s)
      松本愛理、田端厚之、大倉一人、尾田優紀、児玉千紘、大國寿士、高尾亞由子、菊池賢、友安俊文、長宗秀明
    • Organizer
      第6回 鹿大細菌カンファレンス
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of the third type of cholesterol-dependent cytolysins produced from Streptococcus mitis strains2022

    • Author(s)
      Atsushi Tabata, Airi Matsumoto, Ai Fujimoto, Takuya Ikeda, Kazuto Ohkura, Toshifumi Tomoyasu, Ayuko Takao, Hisashi Ohkuni, Hideaki Nagamune
    • Organizer
      21st Lancefield International Symposium on Streptococci and Streptococcal Diseases
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UTX-51誘導体とモデル標的タンパク質との相互作用:中性子照射による終末糖化産物破壊に寄与するボロントレース化合物の開発2021

    • Author(s)
      田端厚之、宇都義浩、大倉一人
    • Organizer
      第25回バイオ治療法研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ミチス群レンサ球菌が産生するコレステロール依存性細胞溶解毒素モチーフを持つ細胞接着分子の特性2021

    • Author(s)
      松本愛理、田端厚之、大倉一人、児玉千紘、大國寿士、高尾亞由子、菊池賢、友安俊文、長宗秀明
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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