Identification of the botulinum toxin receptor protein on the intestinal epithelial cells

• Project/Area Number: 22590405
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bacteriology (including Mycology)
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: WATANABE Toshihiro 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (80175695)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): OOYAMA Toru 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (60318178) ; NIWA Koichi 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (20301012)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2012: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2011: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2010: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 細菌学(含真菌学) / ボツリヌス毒素複合体 / 小腸上皮細胞 / ボツリヌス食中毒 / 受容体 / 糖鎖 / シアル酸

Research Abstract

Botulinum toxin complex (TC) is composed of neurotoxin, NTNHA,HA-70, HA-33, and HA-17. TC enters into blood stream via small intestinal epithelium. In this study, we revealed that the toxin complex binds to the different sugar-chain depending on the struc

Research Products

• [Journal Article] Random phage display based screening of peptides that bind to botulinum neurotoxin binding protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2013)
  • Author(s): Sagane Y, Miyata K, Kurihara S, Yoneyama T, Inui K, Miyashita S, Hayashi S, Suzuki T, Niwa K,
  • Journal Title: Current Microbiology Volume: (Online) Issue: 2 Pages: 188-192
  • DOI: 10.1007/s00284-013-0355-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small-angle X-ray scattering reveals structural dynamics of the botulinum neurotoxin associating protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2012)
  • Author(s): Sagane Y, Miyashita S, Miyata K, Matsumoto T, Inui K, Hayashi S, Suzuki T, Hasegawa K, Yajima S, Yamano A, Niwa K, Watanabe T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 425 Issue: 2 Pages: 256-260
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.077
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Purification and characterization of nontoxic protein complex from serotype D 4947 botulinum toxin complex. (2012)
  • Author(s): Miyata K, Sagane Y, Inui K, Miyashita S, Suzuki T, Oguma K, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T.
  • Journal Title: Protein Journal Volume: 31 Issue: 5 Pages: 387-392
  • DOI: 10.1007/s10930-012-9413-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Clostridium botulinum type D nontoxic nonhaemagglutinin (2012)
  • Author(s): Miyata, K., Inui, K., Miyashita, S., Sagane, Y., Hasegawa, K., Matsumoto, T., Yamano, A., Niwa, K., Watanabe, T., Ohyama, T.
  • Journal Title: Acta Crystallographica Section F Volume: 68 Issue: 2 Pages: 227-230
  • DOI: 10.1107/s174430911105603x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toxic and nontoxic components of botulinum neurotoxin complex are evolved from a common ancestral zinc protein (2012)
  • Author(s): Inui, K., Sagane, Y., Miyata, K., Miyashita, S., Suzuki, T., Sikamori, Y., Ohyama, T., Niwa, K., Watanabe, T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 419 Issue: 3 Pages: 500-504
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.02.045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of sugar recognition by the toxin complex produced by Clostridium botulinum serotype C variant strain Yoichi (2011)
  • Author(s): Matsuo, T., Miyata, K., Inui, K., Ito, H., Horiuchi, R., Suzuki, T., Yoneyama, T., Oguma, K., Niwa, K., Watanabe, T., Ohyama, T.
  • Journal Title: FEMS Immunology Medicul Microbiology Volume: 63 Issue: 1 Pages: 35-43
  • DOI: 10.1111/j.1574-695x.2011.00825.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HA-33 facilitates transport of the serotype D botulinum toxin across a rat intestinal epithelial cell monolayer (2011)
  • Author(s): Ito, H., Sagane, Y., Miyata, K., Inui, K., Matsuo, T., Horiuchi, R., Ikeda, T., Suzuki, T., Hasegawa, K., Kouguchi, K., Oguma, K., Niwa, K., Ohyama, T., Watanabe T.
  • Journal Title: FEMS Immunology Medicul Microbiology Volume: 61 Issue: 3 Pages: 323-331
  • DOI: 10.1111/j.1574-695x.2011.00779.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of sialic acid in transport of serotype C1 botulinum toxins through rat intestinal epithelial cells (2010)
  • Author(s): Ken Inui
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 72 Pages: 1251-1255
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過機構 (2013)
  • Author(s): 宮下慎一郎,相根義昌,犬井健,栗原小百合,鈴木智典,丹羽光一,渡部俊弘
  • Organizer: 第86回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 千葉
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質非毒非血球凝集素の構造ダイナミクス (2013)
  • Author(s): 相根義昌
  • Organizer: 第86回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過機構 (2013)
  • Author(s): 宮下慎一郎
  • Organizer: 第86回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
• [Presentation] Kinetics of interaction between components of botulinum toxin complex by quartz crystal microbalance (2012)
  • Author(s): Yoshimasa Sagane
  • Organizer: 第85回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] Is botulinum nontoxic-nonhemagglutinin component metalloprotease? (2012)
  • Author(s): Ken Inui
  • Organizer: 第85回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質-非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞層への結合および透過機構 (2012)
  • Author(s): 宮下慎一郎,相根義昌,犬井健,栗原小百合,狩野聡史,林慎太郎,川根武紘,鈴木智典,丹羽光一,渡部 俊弘
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] Transport of the botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin, across the intestinal epithelial cell layer (2012)
  • Author(s): Miyashita, S. -I., Sagane, Y., Miyata, K., Inui, K., Kurihara, S., Kano, S., Hayashi, S., Kawane, T., Suzuki, T., Niwa, K., and Watanabe, T
  • Organizer: 22nd IUBMB and 37th FEBS
  • Place of Presentation: Seville, Spain
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過 (2012)
  • Author(s): 宮下慎一郎,相根義昌,宮田恵多,犬井健,栗原小百合,狩野聡史,林慎太郎,川根武紘,鈴木智典,丹羽光一,渡部俊弘
  • Organizer: 第79回日本細菌学会北海道支部会学術総会
  • Place of Presentation: 帯広
• [Presentation] ボツリヌス毒素の体内侵入に寄与するHA-33/HA-17複合体の構造ダイナミクス (2012)
  • Author(s): 犬井健
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質-非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞層への結合および透過機構 (2012)
  • Author(s): 宮下慎一郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] ボツリヌス毒素複合体の形成機構は構成分子間の相互作用の強弱によって制御されるのか？ (2012)
  • Author(s): 林慎太郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] X線小角散乱により解明されたボツリヌス神経毒素結合タンパク質nontoxic nonhemagglutininの構造ダイナミクス (2012)
  • Author(s): 相根義昌
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] ボツリヌスD型菌1873株の産生する毒素複合体の糖認識特性 (2012)
  • Author(s): 川根武紘
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] D型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞層透過に関与する細胞内分子機構 (2012)
  • Author(s): 狩野聡史
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] T7ファージディスプレイ法によるボツリヌス神経毒素複合体構成タンパク質、非毒非血球凝集素への結合ペプチドの同定 (2012)
  • Author(s): 栗原小百合
  • Organizer: 第85回日本生化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
• [Presentation] Structural dynamics of hemagglutinin complex in botulinum serotype D toxin complex. (2012)
  • Author(s): Ken Inui
  • Organizer: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • Place of Presentation: Sevilla (Spain)
• [Presentation] Small-angle X-ray scattering revealed a structural dynamics of botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2012)
  • Author(s): Yoshimasa Sagane
  • Organizer: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • Place of Presentation: Sevilla (Spain)
• [Presentation] Transport of the botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin, across the intestinal epithelial cell layer. (2012)
  • Author(s): Shin-ichiro Miyashita
  • Organizer: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • Place of Presentation: Sevilla (Spain)
• [Presentation] Clostridium botulinum の産生する神経毒素複合体の小腸上皮細胞結合に関与するHA-33/HA-17の溶液構造 (2012)
  • Author(s): 犬井健
  • Organizer: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • Place of Presentation: とかちプラザ（帯広）
• [Presentation] Clostridium botulinumが産生する神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の結晶および溶液構造 (2012)
  • Author(s): 相根義昌
  • Organizer: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • Place of Presentation: とかちプラザ（帯広）
• [Presentation] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過 (2012)
  • Author(s): 宮下慎一郎
  • Organizer: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • Place of Presentation: とかちプラザ（帯広）
• [Presentation] ボツリヌスD型毒素複合体の溶液構造および各構成成分間の相互作用解析 (2012)
  • Author(s): 林慎太郎
  • Organizer: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • Place of Presentation: とかちプラザ（帯広）
• [Presentation] D型ボツリヌス毒素複合体構成成分間の相互作用解析 (2011)
  • Author(s): 林慎太郎
  • Organizer: 第5回QCM研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-10-14
• [Presentation] ボツリヌス毒素複合体形成におけるボツリヌス神経毒素および非毒非血球凝集素間の相互作用解析 (2011)
  • Author(s): 宮田恵多
  • Organizer: 第5回QCM研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-10-14
• [Presentation] Structure determination of toxin complex from Clostridium botulinum serotype D (2011)
  • Author(s): Kimiko Hasegawa
  • Organizer: XXII Congress and General Assembly International Union of Crystallography
  • Place of Presentation: マドリード・スペイン
• [Presentation] C型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞からの侵入機構の解析 (2010)
  • Author(s): 犬井健
  • Organizer: 第83回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸)
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] C型およびD型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞の透過におけるシアル酸の役割 (2010)
  • Author(s): 丹羽光一
  • Organizer: 第150回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 帯広畜産大学(帯広)
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] Clostridium botulinumの産生するC型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞透過機構の解析 (2010)
  • Author(s): 犬井健
  • Organizer: 第78回日本細菌学会北海道支部総会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学(江別)
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] C 型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞からの侵入機構の解析 (2010)
  • Author(s): 犬井 健,宮田恵多,伊藤博章,松尾 5,堀内亮太,吉田悠真,宮下慎一郎,村松将司,渡部俊弘,大山 徹,丹羽光一
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会代 83回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] C 型およびD 型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞の透過におけるシアル酸の役割 (2010)
  • Author(s): 丹羽光一,伊藤博章,犬井 健,宮田恵多,松尾智仁,堀内亮太,宮下慎一郎,吉田悠真,村松将司,渡部俊弘,大山 徹
  • Organizer: 第150回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 帯広
• [Book] Structure and function of food engineering. Ayman Amer Eissa (2012)
  • Author(s): Sagane, Y., Inui, K., Miyashita, S. -I., Miyata, K., Suzuki, T., Niwa, K., and Watanabe, T
  • Publisher: Botulinum toxin complex: a delivery vehicle of botulinum neurotoxin traveling digestive tract
• [Remarks] 東京農業大学食品香粧学科生物化学研究室
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [Remarks] Facebook生物化学研究室ページ
  • URL: https://www.facebook.com/seikaken
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [Patent(Industrial Property Rights)] http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
  • Inventor(s): 生物化学研究室ホームページ