| Project/Area Number |
23K14146
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
甲賀 栄貴 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90909376)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | バクテリオファージ / 抗菌性ペプチド / ペプチドグリカン / 構造解析 / X線結晶構造解析 / 大腸菌 |
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| Outline of Research at the Start |
従来の抗生物質が効かない多剤耐性菌の出現は世界的な問題となっており、新規の感染制御法として細菌を攻撃するバクテリオファージの応用が期待されている。バクテリオファージMは、大腸菌に感染すると抗菌性ペプチドMを発現させ、細胞壁前駆体を輸送するMurJの機能を阻害することで大腸菌の溶菌を促す。ペプチドMの実際の阻害メカニズムは不明な点が多い。本研究課題では、ペプチドMのMurJ阻害メカニズムを解明するため、生細胞内でのタンパク質間相互作用部位の同定や、ペプチドM/MurJの2成分を含む結晶構造解析を行い、ペプチドMの詳細な阻害機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
バクテリオファージの持つ細菌を溶菌する機構は、新規の抗菌薬として利用できる可能性を秘めている。そのため溶菌機構の理解は、細菌の研究領域において重要な課題である。ファージMにコードされる溶菌ペプチドMは、細胞壁合成に関わるMurJの機能を阻害することで大腸菌の生育を阻害する。MurJは、細胞壁前駆体であるLipid IIを輸送する役割を持ち、内向きに開いた状態と外向きに開いた状態を交互に繰り返しながらLipid IIを輸送する。ペプチドMは、MurJのどこかの部位相互作用することで、コンフォメーション変化をブロックし、MurJの機能を阻害することが予測されている。ペプチドMはMurJと相互作用することが予測されるが、実際の阻害メカニズムは不明な点が多い。この特異性を応用した特定の病原性細菌に対してのみの効果を狙った改変ペプチドMのデザインにつながるなど有用な情報となる。本研究では、ペプチドMのMurJ阻害メカニズムを解明するため、網羅的な変異体解析や生細胞内でのタンパク質間相互作用部位を調べるin vivo光架橋解析、ペプチドM/MurJの2成分を含む結晶構造解析を行う。MurJの構造解析を行なってきた申請者が、LysMとMurJの詳細な分子機構を解明する。 研究では、「LysMが機能する時、LysMはMurJのどの部位と相互作用し、どの状態を固定するのか、LysMのどのアミノ酸部位が相互作用に重要なのか」という学術的な問いに迫るため、 大腸菌MurJとLysMをモデルに詳細な相互作用部位をアミノ酸レベルで解明する。当該年度は、 ペプチドMの重要なアミノ酸残基を特定する系統的な変異体解析、ペプチドMとMurJとの相互作用解析を進め、複合体の構造解析への足がかりを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は、 ペプチドMの重要なアミノ酸残基を特定する系統的な変異体解析を行い、機能に重要なアミノ酸残基を同定した。ペプチドMとMurJとの相互作用解析を進め、機能に必要な領域を同定し、複合体の構造解析への足がかりを得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、In vivo光架橋法による相互作用部位の同定、LysM/MurJ複合体のX線結晶構造解析を着実に進める。
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