多剤排出トランスポーター群の内因性基質の解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17770091
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 村上 聡 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (30300966)
• Keywords: 構造生物学 / 多剤耐性 / X線結晶構造解析

Research Abstract

多剤排出トランスポーター群は構造的に関連性の乏しい多様な生体にとって異物となる化合物を排出する膜蛋白質群である。これは、古細菌からヒトの細菌に至るまで広く生物界に存在し、あらゆる細胞の持つ最も基本的な生体防御機構であると理解されている。AcrBは大腸菌で構成的に発現しているトランスポーターで、広い基質選択性を持ち、大腸菌の最も強力な排出トランスポーターであり、また薬剤自然抵抗性の主因としても知られている。我々はこの立体構造を2002年に解き、その後基質認識機構や、薬剤排出機構の解明を進める一方で、本助成のテーマであるこれらトランスポーターの発現を制御する転写制御因子の結晶化および構造解析を進めてきた。この転写因子は、細胞内に進入した薬剤を検地するセンサでもあり、多剤認識メカニズムについては、その制御対象であるトランスポーターと比較することは非常に興味深い。本年の研究成果として以下の項目を挙げる。
1)AcrRの1.1Å分解能での超高分解能X腺結晶構造解析に成功した。(論文準備中)
2)結晶標品からクロロホルム・メタノール法で脂質成分を抽出し、ガスクロマトグラフィーを用いたマス・スペクトログラフィー(GCマス)による分析により、抽出した脂溶性リガンドの定性を行った。その結果、いわゆる脂溶性物質の混合物として検出した。
GCマスの解析結果として現れた脂溶性リガンドのうち、結晶構造中に見出された内因性基質の電子密度の形と部分的に合致するものもあり、今後より詳細なマス解析を行うと共に、バイオ・アッセイを行い、生物学的意味づけを行うことで生理的基質の同定を行う。
また大腸菌を使って、内因性基質がいかなる原因で発生するのか?発生したその物質は細胞にとってどれほど有害なものか?それはどのような遺伝子群を高進させるか?いかなる種類のトランスポーターがその排除にあたるか。などを今後明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Solution-stirring method improves crystal quality of human triose phosphate isomerase (2006)
  • Author(s): H.Adachi, A.Niino, T.Kinoshita, M.Warizaya, R, Maruki, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, Y.Mori, T.sasaki
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering 101 Pages: 83-86
• [Journal Article] Effect of laser irradiation on enzyme activity (2005)
  • Author(s): S.Murakami, M.Kashii, H.Kitano, H.Adachi, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, Y.Mori, M.Doi, K.Sugamoto, H.Yoshikawa, T.Sasaki
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: 8216-8218
• [Journal Article] Direct interaction of multidrug efflux transporter AcrB and outer membrane channel To1C detected via site-directed disulfide cross-linking (2005)
  • Author(s): N.Tamura, S.Murakami, Y.Oyama, M.Ishiguro, A.Yamaguchi
  • Journal Title: Biochemistry 44 Pages: 11115-11121
• [Journal Article] Processing of membrane protein crystal using UV laser irradiation (2005)
  • Author(s): H.Kitano, S.Murakami, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, Y.Mori, M.Doi, T.Sasaki
  • Journal Title: Japanese Bioscience and Bioengineering 100 Pages: 50-53
• [Journal Article] Semiautomatic protein crystallization system featuring crystallization solution preparation function (2005)
  • Author(s): H.Adachi, H.Matsumura, T.Inoue, A.Niino, K.Takano, S.Murakami, Y.Mori, T.Sasaki
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: 6302-6303
• [Journal Article] Femtosecond laser processing of protein crystals in crystallization drop (2005)
  • Author(s): M.Kashii, H.Kitano, Y.Hosokawa, H.Adachi, Y.Mori, T.Sasaki, H.Masuhara, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, K.Sugamoto, H.Yoshikawa
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: L873-L875
• [Journal Article] Temperature-screening system for determining protein crystallization conditions (2005)
  • Author(s): H.Adachi, A.Niino, K.Takano, H.Matsumura, S.murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: 4080-4083
• [Journal Article] Protein crystal growth using laser-processed seed crystals (2005)
  • Author(s): K.Takeuchi, H.Kitano, H.Adachi, Y.Mori, T.Sasaki, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, M.Doi, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: 3177-3179
• [Book] タンパク質のかたちから生命の謎を解く 生物マシーナリー構造生物学の最前線 (2005)
  • Author(s): 田中薫, 森川耿石, 山縣ゆり子, 濡木理, 若槻壮市, 田之倉優, 三木邦夫, 豊島近, 稲垣冬彦, 箱島敏雄, 中川敦史, 難波啓一, 有坂文雄, 西野武士, 千田俊哉, 村上聡, 河野俊之, 鈴木榮一郎, 月原富武(分担執筆)
  • Total Pages: 232
  • Publisher: 株式会社クバフロ