2019 Fiscal Year Annual Research Report
Structural biochemistry of translation-related proteins from pathogenic bacteria
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16K05859
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
柳沢 達男 順天堂大学, 医学部, 非常勤助教 (10450420)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 翻訳 / バイオテクノロジー / 翻訳後修飾 / タンパク質 / 非天然型アミノ酸 / アミノアシルtRNA合成酵素 / tRNA / ケミカルバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
翻訳因子EF-Pは細菌由来のL字型タンパク質で、プロリンが連続する配列（プロリンストレッチ）で起こる遺伝暗号翻訳（タンパク質合成）の停滞を解消するタンパク質である。大腸菌やサルモネラ菌の場合、EF-Pの機能にはL字先端にあるLys34にβリジンが付加修飾されていることが非常に重要である。研究代表者等はβリジル化修飾酵素群を持たない髄膜炎菌由来のEF-PではL字先端のArg32がラムノシル化されていること、EF-PおよびArg32は髄膜炎菌の生存に不可欠であることを明らかにしていたが、更に髄膜炎菌由来EF-Pのラムノシル化修飾酵素EarPとEarP/EF-P複合体の結晶構造を解明することに成功し、多くの親水性および疎水性相互作用により形と配列の両方を認識し高い基質特異性を実現しているEarPとEF-Pとの結合機序を明らかにした。また各種変異体の生化学的解析によりEF-P(Arg32)ラムノシル化活性に重要なアミノ酸残基を同定すると共に、ドッキングシミュレーションにより反応に適切なラムノースのコンフォメーションを推定した。EarPによるEF-P(Arg32)ラムノシル化はAsp20を一般塩基としたSN2反応を介して起こること、EarPのArg32への結合とそれに伴う構造変化がラムノース環の反転を誘起し反応が促進されるタンパク質Argラムノシル化の新たな分子機構について提案した。EarPのように細菌にしか存在しないEF-P修飾酵素を阻害する化合物を設計すれば感染症を引き起こす病原菌や薬剤耐性菌に対して副作用の無い有効な抗菌薬にすることが期待できる。このような阻害剤を開発することで、ヒトやその体内に存在する腸内細菌、常在細菌に悪影響を及ぼさず、特定の病原細菌のみを退治できる有効な抗菌剤の開発に繋がると期待される。
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