細菌の細胞分裂ダイナミクスの構造機能相関解析

• Project Area: Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
• Project/Area Number: 26102526
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 松村 浩由 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2015: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 細胞分裂 / 分裂メカニズム

Outline of Annual Research Achievements

FtsAの結合によるFtsZへの影響を活性測定（酵素カップリング法と化学的リン酸定量法）によって確認したところ、FtsAの結合によってFtsZの活性が上昇することがわかり、協調現象を初めてアッセイで示すことができた。さらに、蛍光エネルギー移動（FRET）を利用してタンパク質-タンパク質相互作用（PPI）を阻害する化合物の探索を行った。その結果、10種を超える化合物が得られたが、再現性が乏しかったため現在活性測定法などから検証している。さらに、黄色ブドウ球菌(MRSA)のFtsZのX線構造解析を行ったが、FtsZは同一結晶の中に、大きく構造が違う2種(構造A, B)で存在していることがわかった。結晶化条件は生理的条件に近い条件(pH 7.5, 100mM NaCl)であることから、FtsZは溶液中で大きく揺らいでいることを示唆していた。これは、FtsZで初の発見である。別途、個々で得られたFtsZの結晶を、新規阻害剤（米国ラトガース大のD. Pilch教授らが開発してきたもの）を含む溶液にソーキングして解析したところ、その阻害剤は構造選択的に結合していた。この結果は、FtsZの構造選択的阻害剤の可能性を示唆している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Epiregulin Recognition Mechanisms by Anti-epiregulin Antibody 9E5: STRUCTURAL, FUNCTIONAL, AND MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION ANALYSES. (2016)
  • Author(s): Kado Y1, Mizohata E2, Nagatoishi S3, Iijima M4, Shinoda K4, Miyafusa T3, Nakayama T2, Yoshizumi T2, Sugiyama A4, Kawamura T4, Lee YH4, Matsumura H2, Doi H4, Fujitani H4, Kodama T4, Shibasaki Y4, Tsumoto K5, Inoue T6.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 291 Issue: 5 Pages: 2319-2330
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.656009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Supersensitive odor discrimination is controlled in part by initial transient interactions between the most sensitive dorsal olfactory receptors and G-proteins (2016)
  • Author(s): Sato T, Kobayakawa R, Kobayakawa K, Emura M, Itohara S, Kawasaki T, Tsuboi A, Matsumura H
  • Journal Title: Receptors & Clinical Investigation Volume: 3
  • DOI: 10.14800/rci.1117
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structure-based design and synthesis of a bivalent iminobiotin analog showing strong affinity toward a low immunogenic streptavidin mutant. (2015)
  • Author(s): Kawato T, Mizohata E, Shimizu Y, Meshizuka T, Yamamoto T, Takasu N, Matsuoka M, Matsumura H, Kodama T, Kanai M, Doi H, Inoue T, Sugiyama A
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem. Volume: 79 Issue: 4 Pages: 640-642
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.991692
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The N-terminal acidic residue of the cytosolic helix 8 of an odorant receptor is responsible for different response dynamics via G-protein (2015)
  • Author(s): T. Kawasaki, T. Saka, S. Mine, E. Mizohata, T. Inoue, H. Matsumura, T. Sato
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 589 Issue: 10 Pages: 1136-1143
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.03.025
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure-based design of a streptavidin mutant specific for an artificial biotin analogue. (2015)
  • Author(s): Kawato, T.; Mizohata, E.; Shimizu, Y.; Meshizuka, T.; Yamamoto, T. Takasu, N.; Matsuoka, M.; Matsumura, H.; Kodama, T.; Kanai, M.; Doi, H.; Inoue, T.; Sugiyama, A.
  • Journal Title: J. of Biochemistry Volume: 1 Issue: 6 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1093/jb/mvv004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Selective crystallization of metastable phase of acetaminophen by ultrasonic irradiation (2015)
  • Author(s): Y. Mori, M. Maruyama, Y. Takahashi, K. Ikeda, S. Fukukita, H. Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, M. Yoshimura, and Y. Mori
  • Journal Title: Applied Physics Express Volume: Vol.8, No.6 Issue: 6 Pages: 065501-065501
  • DOI: 10.7567/apex.8.065501
  • NAID: 210000137563
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of protein seed crystals reinforced by high-strength hydrogels (2015)
  • Author(s): Shigeru Sugiyama, Noriko Shimizu, Keisuke Kakinouchi, Osamu Hiraoka, Hiroyoshi Matsumura, Hiroshi Y. Yoshikawa, Yoshinori Takahashi, Mihoko Maruyama, Masashi Yoshimura, Hiroaki Adachi, Kazufumi Takano, Satoshi Murakami, Tsuyoshi Inoue, Michio Murata, and Yusuke Mori
  • Journal Title: CrystEngComm Volume: 17 Issue: 42 Pages: 8064-8071
  • DOI: 10.1039/c5ce00844a
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Insights into unknown foreign ligand in copper nitrite reductase (2015)
  • Author(s): Yohta Fukuda, Tse Ka Man, Yuji Kado, Eiichi Mizohata, Hiroyoshi Matsumura, Tsuyoshi Inoue
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 464 Pages: 622-628
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A comparative analysis of microgravity and earth grown thermostable T1 Lipase crystals using HDPCG apparatu (2015)
  • Author(s): Raja Noor Zaliha Raja Abd Rahman, Mohd. Shukuri Mohamad Ali, Shigeru Sugiyama, Adam Thean Chor Leow, Tsuyoshi Inoue, Mahiran Basri, Abu Bakar Salleh, and Hiroyoshi Matsumura
  • Journal Title: Protein Pept. Lett Volume: 22 Issue: 2 Pages: 173-179
  • DOI: 10.2174/0929866521666141019193604
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Laser ablation for protein crystal nucleation and seeding (2014)
  • Author(s): H.Y.Yoshikawa, R.Murai, H.Adachi, S.Sugiyama, M.Maruyama, Y.Takahashi, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, H.Masuhara, and Y.Mori
  • Journal Title: Chemical Society Reviews Volume: Vol.43, No.7 Issue: 7 Pages: 2147-2158
  • DOI: 10.1039/c3cs60226e
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure of FtsA from Staphylococcus aureus (2014)
  • Author(s): J. Fujita, Y. Maeda, C. Nagao, Y. Tsuchiya, Y. Miyazaki, M. Hirose, E. Mizohata, Y. Matsumoto, T. Inoue, K. Mizuguchi, and H. Matsumura
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 588 Issue: 10 Pages: 1879-1885
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.04.008
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural basis for the recognition-evasion arms race between Tomato mosaic virus and the resistance gene Tm-1 (2014)
  • Author(s): K. Ishibashi, Y. Kezuka, C. Kobayashi, M. Kato, T. Inoue, T. Nonaka, M. Ishikawa, H. Matsumura, and E. Katoh
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 111 Issue: 33
  • DOI: 10.1073/pnas.1407888111
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 離合集散する柔らかいタンパク質の構造機能解析 (2016)
  • Author(s): 松村浩由
  • Organizer: 蛋白研セミナー
  • Place of Presentation: 東京大学先端科学技術研究センター（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-01
  • Invited
• [Presentation] 黄色ブドウ球菌由来細胞分裂タンパク質FtsZの構造変化機構 (2015)
  • Author(s): 藤田純三、前田陽子、齋藤有紀、溝端栄一、井上豪、松村浩由
  • Organizer: 日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2015-10-17
• [Presentation] 細菌の細胞分裂ダイナミクスの構造機能相関解析 (2014)
  • Author(s): 松村浩由
  • Organizer: 「分子基盤に基づく生体機能への揺らぎとダイナミックネットワークの解明」2014年度研究会
  • Place of Presentation: 国際高等研究所（京都府木津川市）
  • Year and Date: 2014-12-14
  • Invited
• [Presentation] MRSA由来細胞分裂タンパク質FtsAのX線結晶構造解析 (2014)
  • Author(s): 藤田純三、前田陽子、宮﨑祐満、廣瀬未果、溝端栄一、井上豪、松村浩由
  • Organizer: 日本蛋白質科学会
  • Place of Presentation: ワークピア横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-06-25
• [Presentation] MRSA由来細胞分裂タンパク質FtsAの構造―機能相関解析 (2014)
  • Author(s): 藤田純三、前田陽子、齋藤有紀、清水伸隆、野田勝紀、 長尾知生子、土屋裕子、溝端栄一、内山進、松本佳巳、水口賢司、井上豪、松村浩由
  • Organizer: 日本結晶学会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-06-25