Understanding of the substrate recognition of staphylococcal exotoxins and prevention strategies

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H02515
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 西藤 公司 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20365422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 殿塚 隆史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50285194)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ブドウ球菌 / 表皮剥脱毒素 / デスモグレイン / 接触残基 / トキソイド

Outline of Annual Research Achievements

令和4年度は、これまでに解明されていなかった表皮剥脱毒素の結晶構造解析を進めたと共に、外毒素-基質間の特異性を確認するために以下の研究を行った。

1．黄色ブドウ球菌に由来する表皮剥脱毒素ETDの組換えタンパク質を作製して結晶構造解析を実施した。
2．毒素基質混合液中に存在する組換え毒素の検出を容易にするため、S aureus ETA, ETB, ETD, S. hyicus ExhA, ExhB, ExhC, ExhD, S. pseudintermedius ExpA, ExpBのC末端にHA tagを挿入した組換え毒素を作製し、組換え毒素が宿主由来のdesmoglein 1 (Dsg1) を消化することを確認した。
3．分子ドッキング法により、ETAとヒトDsg1との複合体、ならびにExhCとブタDsg1との複合体を構成するために必要な、毒素分子内の予測接触残基を推定した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の遂行上必須となる組換えタンパク質の作製に想定外の時間を要したため。またS. hyicus ExhとブタDsg1との複合体を形成するのに必要となる、ブタDsg1分子内の予測接触残基は未だ特定されていないため、分子ドッキング法により推定された候補残基の中から真の接触残基を特定するのが困難であったため。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度は以下の研究を遂行する予定である。

1．S. aureus ETB, ETDとヒトDsg1との複合体、ならびにS. hyicus ExhとブタDsg1との複合体を形成するのに必要となる、Dsg1分子内の予測接触残基を特定する。
2．上記の結果を元に、分子ドッキング法により毒素分子内に存在する基質との予測接触残基を推定する。
3．上記2で推定した予測接触残基を、Exp分子内の相同残基に置換した部位特異的変異毒素を作製し、毒素分子内に存在する基質との接触残基を特定する。