2016 Fiscal Year Annual Research Report
Structural biology of Shigella effectors to elucidate the molecular mechanisms of substrate recognition and infection
| Project/Area Number |
15H04341
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
水島 恒裕 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (90362269)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 蛋白質 / 細菌 / エフェクター / X線結晶構造解析 / 赤痢菌 / IpaH |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
赤痢菌は粘膜上皮細胞を介して感染・定着し炎症性下痢を引き起こす病原体である。赤痢菌は感染に際し、エフェクターと呼ばれる病原因子を宿主細胞に分泌することで感染を成立する。赤痢菌ではこれまでに48種類のエフェクターが見つかっており、それらは免疫系や細胞接着に関連する宿主内タンパク質を標的として働くことが報告されている。赤痢菌エフェクターのひとつOspIは宿主のユビキチン結合酵素Ubc13を脱アミド化することにより、TRAF6を介した炎症応答を阻害している。OspIによる宿主防御経路の阻害機構の理解を目指し、これまでの研究により決定した脱アミド化型Ubc13の立体構造に基づいた機能解析を行った。それによりUbc13の脱アミド化によるTRAF6活性化機能の喪失は単純な表面電荷の変化によるものではないことを明らかにした。
赤痢菌に10種類存在するユビキチンリガーゼ活性を有するエフェクターIpaHファミリーにおいて、これまで機能未知であったIpaH1.4とIpaH2.5が炎症性サイトカイン遺伝子の発現に必要な転写因子NF-κBの活性化に関わるユビキチンリガーゼ複合体LUBAC（linear ubiquitin chain assembly complex）の構成サブユニットの一つHOIL-1Lを標的とすることが報告されたことから、IpaH1.4の基質認識領域の発現系作製、精製、結晶化を行った。また、ユビキチンリガーゼ機能を持つことが新規に見出された、NLRP3を標的とするサルモネラ属のエフェクターであるYopMにおいて、報告されたものと同じ株が持つYopMの単独状態の結晶化に成功すると共にNLRP3の大腸菌発現系を構築した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
赤痢菌において、新規に宿主内標的タンパク質が見出されたエフェクターIpaH1.4の基質認識領域の精製系構築に成功した。またサルモネラにおいて、新規ユビキチンリガーゼとして報告されたYopM単独状態の結晶化に成功した。さらに、YopMの基質として報告されたNLRP3の発現系を構築した。
赤痢菌エフェクターOspIの研究では昨年度の研究成果にもとづき機能解析を行い、新たな知見を得た。
|
| Strategy for Future Research Activity |
赤痢菌エフェクターによる標的タンパク質の認識および感染機構の解析はOspI、IpaH9.8の研究により順調に進行しており、これまでに決定した立体構造情報をもとに、メカニズムの解析を継続する。また、新規標的タンパク質認識機構の解析では単独状態の精製、結晶化を行ったことから、標的タンパク質との複合体X線結晶構造解析を行う。さらに、複合体構造情報をもとに、物理化学、生化学的手法を用いた解析、Ｘ線小角散乱による溶液構造の解析により、病原細菌エフェクターの機能発現機構の解析を行い、感染メカニズムの解析を進める。
|
