2019 Fiscal Year Annual Research Report
Bacterial pathogen-mediated tiered regulations on the host ubiquitin system
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19H03469
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
久堀 智子 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20397657)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ユビキチン / エフェクター / レジオネラ / 細菌感染 / ユビキチンリガーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、病原細菌レジオネラの持つ宿主ユビキチン操作に関わる複数のエフェクタータンパク質が「機能的階層構造」の上で実現する制御機構を解析し、感染の場で細菌が宿主ユビキチンシステムを巧妙に操作する分子機構を明らかにすることを目的とする。
本年度は、まずユビキチン操作に関わる新規レジオネラエフェクタータンパク質の同定を試みた。プロファイル検索を含む配列解析技術を用いて、ユビキチン修飾反応を行う可能性のあるレジオネラタンパク質の予測を行ったところ、真核細胞のユビキチンE3リガーゼとは相同性を持たないが、レジオネラ固有のユビキチンリガーゼの活性部位と相同性のある領域を持つタンパク質 LpgX が見出された。LpgX は C 末領域に Ankyrin Repeat というタンパク質間相互作用に関わるモチーフを持つドメインを有するため、この領域が基質結合を担うと考えられた。大腸菌発現系を用いてタンパク質精製を行い、in vitro ユビキチン化反応を行った結果、E3 リガーゼとしての活性を持つことが示された。また予測される酵素としての活性部位を置換した変異体を作製し、in vitro 反応を行うことにより活性残基を特定することができた。さらにLpgX の真核細胞発現系を構築し解析を行ったところ、LpgX はAnkyrin Repeat ドメインに依存してミトコンドリアタンパク質との細胞内共局在を示した。この結果から、LpgX の細胞内標的はミトコンドリアタンパク質である可能性が示された。
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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
計画通りに進展しており、問題は発生していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、エフェクター階層構造を明らかにするため、LpgX が機能的に相互作用すると予測している別のレジオネラエフェクタータンパク質（群）の同定を行い、それらによるLpgX の制御を解析する。この解析では、レジオネラエフェクター研究において、近年次々と見出されてる新規化学反応の有無を検証する。また、その制御の意義を明らかにするために LpgX が作用する宿主細胞標的の同定を目指す。今年度の結果を受けて、ミトコンドリアタンパク質に着目した解析を行う予定である。標的が同定できれば、LpgX を制御するエフェクタータンパク質の感染における役割を明らかにするため、組み合わせ欠損変異株や組み合わせ発現系を用いた感染実験による経時的解析を行う。
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