トキソプラズマ寄生胞膜の破壊を先導するIRGB6とGBPの分子構造と機能の解析
Project/Area Number |
21K06988
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 49040:Parasitology-related
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Research Institution | Kobe University |
Principal Investigator |
西條 由見子 (濱野由見子) 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (00444513)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | トキソプラズマ / 寄生包膜 / Irgb6 / X線結晶構造解析 / IRGB6 / GBP / 結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡解析 |
Outline of Research at the Start |
病原性原虫の寄生胞膜破壊機構を原子レベルで解明するために、トキソプラズマ寄生胞膜の破壊を先導するIRGB6とGBPの高分解能分子構造を構造生物学的手法(X線結晶構造解析とクライオ電子顕微鏡構造解析)によって解明し、得られた分子構造からIRGB6とGBPによる寄生胞破壊時の反応機構を明らかにする。その成果は、病原性原虫に対する宿主の感染防御機構の解明を推進するのみならず、新たな原虫感染阻害薬の開発に繋がるものである。
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Outline of Annual Research Achievements |
トキソプラズマに感染すると、宿主細胞はIFN-γを産生し、寄生虫に対抗するために免疫関連GTPase(IRGs)の発現を誘導する。一方、トキソプラズマはROP18キナーゼを産生し、IRGのGドメインのスイッチI領域のスレオニン残基をリン酸化して、トキソプラズマの寄生胞膜への動員を阻害する。この精巧なプロセスが構造的にどのように媒介されているのかという疑問を構造生物学的に解明するため、ROP18によるスイッチI領域スレオニン-リン酸化を模倣したIrgb6変異体を大腸菌発現系を使用して発現し、精製した。 精製したIrgb6変異体は野生型と同様に単量体として得られ、そのGTPase活性を測定したところ野生型に比べて著しく低いことがわかった。 精製したIrgb6変異体の結晶化スクリーニングを行い、結晶化に成功し、大型放射光施設SPring-8にて結晶のX線回折データを収集した。回折データから構造解析を行い、GTP結合型(1.7オングストローム分解能)とヌクレオチドフリー型(2.0オングストローム分解能)の二状態の立体構造を解明した。 これらの構造と昨年解明した野生型Irgb6のGTP型とヌクレオチドフリー型の構造を詳細に比較し、Irgb6のGTPase活性が不活性化される機構を明らかにした。さらにGドメインのスイッチI領域のリン酸化によって膜結合ドメインが構造変化を起こし寄生胞膜への結合が阻害される仕組みも明らかにした。現在、これらの研究結果を軸に論文を作成中である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題開始当初は予期していなかった「トキソプラズマがIrgb6から身を守るための機構」について非常に興味深い知見を得ることができたため。
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Strategy for Future Research Activity |
得られた研究結果を軸に論文を作成し、発表する。 前年度に引き続き、Irgb6と協働して寄生包膜を破壊するGBP1の結晶化を推し進める。さらに、電子顕微鏡解析のためのIrgb6二量体、および、Irb6-GBP1複合体の形成条件の探索を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)