Structural and Functional analysis on tripartite ABC transporters.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02412
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Murakami Satoshi 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 構造生物学 / 膜輸送体 / 多剤耐性 / X線結晶構造解析

Outline of Final Research Achievements

We succeeded in identifying functional residues directly involved in substrate transport by optical crosslinking analysis (co-author) on the tripartite-type ABC transporter, LolCDE, the main target of this study. By mapping these residues on a homology model derived from our crystal structure of MacB, we clarified the substrate translocation pathway through the substrate-binding pocket in the periplasmic domain of the LolCDE. We also succeeded in elucidating the structure-based mechanism of another multidrug efflux transporters, BpeB and BpeF, that forms a tripartite complex with the outer membrane channel TolC and a homolog of the periplasmic adaptor protein, MacA.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LolCDE系はグラム陰性細菌にとって生育に不可欠な蛋白質群であり、その阻害による抗菌剤開発など新たな作用機序をもつ抗菌剤開発へと繋がる可能性がある。その分子機構解明は近年社会問題となっている多剤耐性化（AMR）の対策へ繋がる知見となり、社会的な意義の高いものといえる。また、直接的に薬剤排出に関わる蛋白質群の構造機能解析に於ける成果も同様の理由により社会的注目が大きい。
新たに認知されたVII型ABC輸送体であるLolCDEやMacBの構造機能解析において我々は世界のトップランナーである。それ故、輸送体関連の教科書などへの執筆依頼も複数受けていることを研究成果として付記しておきたい。