2013 Fiscal Year Annual Research Report
病原微生物におけるヘム獲得システムの構造基盤
Publicly Offered Research
| Project Area | Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses |
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| Project/Area Number |
25121739
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
杉本 宏 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (90344043)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ヘム |
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| Research Abstract |
鉄分は私たちヒトだけでなく、微生物にとっても必須の栄養源である。そのため病原微生物と宿主との間にはヘム鉄の争奪戦がくりひろげられている。病原性バクテリアは宿主体内に多く存在するヘモグロビンやヘムから鉄を奪い取って増殖を行なう。本研究では、病原菌感染症を治療するうえでも鍵となっている鉄の取り込みに関係しているタンパク質の作動原理を詳細に理解することを目的として、病原菌でヘム鉄を感知する二成分情報伝達系複合体（ChrS/ChrA）と、ABCファミリーに属するヘムトランスポーター複合体の構造解析を進めてきた。
1. ジフテリア菌の二成分情報伝達系タンパク質 ChrS/ChrAの結晶化・構造解析
Hisタグを付けて大腸菌で発現させたChrSを界面活性剤であるデシルマルトシドによって高効率で可溶化して精製標品を得た。ChrSに対するモノクローナル抗体のスクリーニングをおこない、抗体生産細胞をマウス腹水で培養を行った結果、高い親和性のIgGを得ることに成功した。ChrAの結晶構造解析に必要な位相決定を行なった。
2. 病原性細菌由来のヘムトランスポーターの結晶化・構造解析
ヘムトランスポーターはジフテリア菌、ペスト菌、ビブリオ菌やごく一部の好熱菌の内膜にも存在している。院内感染細菌の一つであるBarkhorderia cenocepacia由来のヘムトランスポーターは安定に複合体を形成することを見いだしており、その結晶構造解析を進めた。トランスポーター複合体のX線回折データの収集に成功し、現在構造精密化作業を行っている。また、ヘム結合ペリプラズムサブユニットについても高分解能での構造決定に成功した。
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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
ヘムトランスポーターのヘム結合ペリプラズムサブユニットの構造決定に成功し、精密化がほぼ完了に近い状態である。さらに膜貫通サブユニットを含む全体構造についても構造決定への道筋がついた。レスポンスレギュレーターの構造解析も順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
結晶の高分解能化をめざして引き続き試料調製条件の最適化を行なう。これには界面活性剤の最適化、モノクローナル抗体の作成を含む。また、トランスポーターのヌクレオチドや基質結合状態での立体構造の決定を目指す。
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[Journal Article] Inhibition of Heme Uptake in Pseudomonas aeruginosa by its Hemophore (HasAp ) Bound to Synthetic Metal Complexes。2014
Author(s)
Shirataki, C., Shoji, O., Terada, M., Ozaki, S., Sugimoto, H., Shiro, Y., Watanabe, Y.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 53
Pages: 2862-2866
DOI
Peer Reviewed
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