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黄色ブドウ球菌のロイコシジン及びガンマヘモリジンの血球崩壊機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 09460042
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関東北大学

研究代表者

神尾 好是  東北大学, 農学部, 教授 (00109175)

研究分担者 金子 淳  東北大学, 農学部, 助手 (30221188)
冨田 敏夫 (富田 敏夫)  東北大学, 農学部, 助教授 (00126129)
成谷 宏文  東北大学, 農学部, 学術振興会特別研究員
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
1998年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1997年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
キーワード黄色ブドウ球菌 / ロイコシジン / ガンマヘモリジン / 血球崩壊毒素 / X線結晶解析 / 二成分毒素 / 膜孔 / 結晶解析 / ブドウ球菌 / プロテインキナーゼA
研究概要

近年、黄色ブドウ球菌が人間を含む動物に重篤な疾患を引き起こすことが報告され、社会的に大きな問題となっている。その原因は、MRSAなどの多剤耐性菌の出現、並びに分泌毒素による宿主細胞の崩壊にある。多剤耐性獲得機構はすでにHiramatsuらにより明らかにされたが、毒素に関しては、遺伝子、構造並びに分子レベルでの作用機構は全く不明であった。黄色ブドウ球菌は、感染に重要な白血球崩壊蛋白毒素ロイコシジン及びPanton-Valentine型ロイコシジン(PV-ロイコシジン)、並びに赤血球崩壊蛋白毒素γ-へモリジンを大量に分泌する。私は世界に先駆けて、上記全毒素成分の単離精製、並びに遺伝子のクローン化に成功し、以来今日まで、(1)ロイコシジン並びにγ-へモリジンはそれぞれLukFとLukS、LukFとHlg2から成り、LukFを共通成分とする二成分毒素であること、一方、PV-ロイコシジンはLukF-PVとLukS-PVから成る二成分毒素であること、(2)PV-ロイコシジン遺伝子は新規溶原ファージφPVLゲノム上に存在し、ファージ感染によりロイコシジン生産性が伝播されること、(3)毒素成分の標的細胞への結合には順序が存在し、標的細胞膜上で各成分比が1:1の6量体から成る膜孔を形成して毒素活性を示すこと、(4)ロイコシジン活性にはLukSあるいはLukS-PVの白血球膜上でのプロテインキナーゼAによるリン酸化が必須であること等の新知見を次々に発見してきた。さらには、φPVLの全ゲノム構造解析、並びに毒素成分の細胞崩壊特異性に係わるアミノ酸残基の同定に成功した。又、米国コロンビア大学生物物理学研究室のEric Gouaux博士との共同研究で、水可溶性モノマーとして分泌される毒素成分が標的細胞膜上で水不溶性分子へ構造変化を起こす機構をLukFの生化学的解析並びにX線結晶解析により解明した。これらの研究成果は、黄色ブドウ球菌に止まらず、広く細菌由来の細胞崩壊毒素の作用機構、並びに水可溶性蛋白分子の細胞膜上におけるアッセンブリー機構の解明に著しく貢献した。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (42件)

  • [文献書誌] Jun Kaneko: "Gene of lukF-PV-like component of Panton-Valentine leukocidin in Staphylococcus aureus P83 is linked with lukM" Biosci.Biotech.Biochem.61(3). 541-544 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Tomita: "Molecular biology of the pore-forming cytolysins from Staphylococcus aureus, α- and γ-hemolysins and leukocidin" Biosci.Biotech.Biochem.(Review). 61(4). 565-572 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "Sequential binding of Staphylococcal γ-hemolysin to human erythrocytes and complex formmation of the hemolysin on the cell surface." Biosci.Biotech.Biochem.61(5). 846-851 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriko Suigawara: "Assembly of Staphylococcus aureus γ-hemolysin into a pore-forming ring-shaped complex on the human erythrocytes" FEBS Lett.410. 333-337 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirohumi Nariya: "Identification of the minimum segment essential for the HγII-specific function of Staphylococcal γ-hemolysin." Biosci.Biotech.Biochem.61(10). 1786-1788 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "Panton-Valentine leukocidin genes in a phage-like particle isolated from mitomycin C-treated Staphylococcus aureus V8(ATCC49775)" Biosci.Biotech.Biochem.(速報). 61(11). 1960-1962 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神尾好是: "Staphylococcus aureusのロイコシジンおよびγ-ヘモリジン,遺伝子の起源及び毒素活性特異性を決定している最小領域" 日本細菌学雑誌. 52(4). 703-718 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirofumi Nariya: "Identification of the minimum segment in which the threonine-246 residue is a potential phosphorylated site by protein kinase A for the LukS-specific function of staphylococcal leukocidin" FEBS Lett.415. 96-100 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirofumi Nariya: "Identification of the essential amino acid residues in LukS for the hemolytic activity of staphylococcal leukocidin towards rabbit erythrocytes" Biosci.Biotech.Biochem.61(12). 2095-2099 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子淳: "ロイコシジンとγヘモリジン遺伝子の起源と溶血機構に迫る" 化学と生物(解説). 36(3). 160-165 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "Complete nucleotide sequence and molecular characterization of the temperate stapylococcal bacteriopahge φPVL carrying Panton-Valentine leukocidin genes" Gene. 215. 57-67 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "An N-terminal region of LukF of Staphylococcal leukocidin/γ-hemolysin crucial for the biologica activity of the toxin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(7). 1465-1467 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ken Yokota: "Further study on the two pivotal parts of Hlg2 for the full hemolytic activity of staphylococcal γ-femolysin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(9). 1745-1750 (1998)

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  • [文献書誌] Akihito Nishiyama: "Phosphorylation of LukS by protein kinase A is crucial for the LukS-specific function of the staphylococcal leukocidin on human polymorphonuclear leukocytes" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(9). 1834-1838 (1998)

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  • [文献書誌] Rich.Olson: "Crystal structure of staphylococcal LukF delineates conformational changes accompaning formation of a trans membrane channel" Nature(Structural Biology). 6(2). 6-12 (1998)

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  • [文献書誌] J.Kaneko, K.Muramoto, and Y.Kamio: "Gene of lukF-PV-like component of Panton-Valentine leukocidin in Staphylococcus aureus P83 is linked with lukM" Biosci.Biotech.Biochem.61 (3). 541-544 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tomita and Y.Kamio: "Molecular biology of the pore-forming cytolysins from Staphylococcus aureus, alpha- and gamma-hemolysins and leukocidin" Biosci.Biotech.Biochem. (Review). 61 (4). 565-572 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kaneko, T.Ozawa, T.Tomita, and Y.Kamio: "Sequential binding of Staphylococcal gamma-hemolysin to human erythrocytes and complex fornmation of the hemolysin on the cell surface" Biosci.Biotech.Biochem.61 (5). 846-851 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sugawara, T.Tomita, and Y.Kamio: "Assembly of Staphylococcus aureus gamma-hemolysin into a pore-forming ring-shaped complex on the human erythrocytes" FEBS Lett.410. 333-337 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nariya and Y.Kamio: "Identification of the minimum segment essential for the HgammaII-specific function of Staphylococcal gamma-hemolysin." Biosci.Biotech.Biochem.61 (10). 1786-1788 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kaneko, T.Kimura, Y.Kawakami, T.Tomita, and Y.Kamio: "Panton-Valentine leukocidin genes in a phage-like particle isolated from mitomycin C-treated Staphylococcus aureus V8 (ATCC49775)" Biosci.Biotech.Biochem.61 (11). 1960-1962 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nariya, A.Nishiyama and Y.Kamio: "Identification of the minimun segment in which the threonine-246 residue is a potential phosphorylated site by protein kinase A for the LukS-specific function of staphylococcal leukocidin" FEBS Lett.415. 96-100 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nariya, A.Shimatani, T.Tomita, and Y.Kamio: "Identification of the essential amino acid residues in LukS for the hemolytic activity of staphylococcal leukocidin towards rabbit erythrocytes" Biosci.Biotech.Biochem.61 (12). 2095-2099 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kaneko, T.Kimura, S.Narita, T.Tomita, and Y.Kamio: "Complete nucleotide sequence and molecular characterization of the temperate stapylococcal bacteriopahge phiPVL carrying Panton-Valentine leukocidin genes" Gene. 215. 57-67 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kaneko, A.L.Mascarenas, M.N.Huda, T.Tomita, and Y.Kamio: "An N-terminal region of LukF of Staphylococcal leukocidin/gamma-hemolysin crucial for the biologica activity of the toxin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62 (7). 1465-1467 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yokota, N.Sugawara, H.Nariya, J.Kaneko, T.Tomita, and Y.Kamio: "Further study on the two pivotal parts of Hlg2 for the full hemolytic activity of staphylococcal gamma-hemolysin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62 (9). 1745-1750 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nishiyama, H.Nariya, and Y.Kamio: "Phosphorylation of LukS by protein kinase A is crucial for the LukS-specific function of the staphylococcal leukocidin on human polymorphonuclear leukocytes" Biosci.Biotechnol.Biochem.62 (9). 1834-1838 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Olson, H.Nariya, K.Yokota, Y.Kamio and E.Gouaux: "Crystal structure of staphylococcal LukF delineates conformational changes accompaning formation of a transmembrane channel" Nature (Structural Biology). 6 (2). 6-12 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子淳: "ロイコシジンとγヘモリジン遺伝子の起源と溶血機構に迫る" 化学と生物(解説). 36. 160-165 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "Complete nucleotide sequence and molecular characterization of the temperate stapylococcal bacteriopahge φPVL carrying Panton-Valentine leukocidin genes" Gene. 215. 57-67 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Kaneko: "An N-terminal region of LukF of Staphylococcal leukocidin/γ-hemolysin crucial for the biologica activity of the toxin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(7). 1465-1467 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ken Yokota: "Further study on the two pivotal parts of Hlg2 for the full hemolytic activity of staphylococcal γ-hemolysin" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(9). 1745-1750 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Akihito Nishiyama: "Phosphorylation of LukS by protein kinase A is crucial for the LukS-specific function of the staphylococcal leukocidin on human polymorphonuclear leukocytes" Biosci.Biotechnol.Biochem.62(9). 1834-1838 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rich.Olson: "Crystal structure of staphylococcal LukF delineates conformational changes accompaning formation of a transmembrane channel" Nature(Structural Biology). 6(2). 6-12 (1999)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 金子 淳ら: "黄色ブドウ球菌の二成分蛋白毒素ロイコシジンおよびγヘモリジン-プロテインキナーゼA認識蛋白質LukS成分の構造と毒素活性特異性-" 化学と生物. 63(3). 401-408 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nariya et al: "Identification of the essentialo amino acid residues in LukS for the hemolytic activitry o staphylococcal leukocidin towards rabbit erythrocytes" Biosci Biotech. Biochem. 61(12). 2095-2099 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kaneko et al: "Panton-Valentine leukocidin genes in a phage-like particle isolated from mitomycin C-treated Staphylococcus aureus V8 (ATCC49775)" Biosci. Biotech. Biochem. 61(11). 1960-1962 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 神尾 好是: "Staphylococcus aureusのロイコシジンおよびγ-ヘモリジン-遺伝子の起源及び毒素活性特異性を決定している最小領域-" 日本細菌学雑誌. 52(4). 703-718 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nariya et al: "Identification of the minimum segment in which threonine^<246> residue is phosphorylated by protein kinase A for the LukS-specific function of staphylococcal leukocidin." FEBS Lett. 415. 96-100 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nariya et al: "Identification of the minimum segment essential for the HγII-specific function of Staphylococcal γ-hemolysin" Biosci. Biotech. Biochem. 61(10). 1786-1788 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sugawara et al.: "Assembly of Staphylococcus aureus γ-hemolysin into a pore-forming ring-shaped complex on the surface of human erythrocytes," FEBS Lett.410. 333-337 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tomita & Y.Kamio: "Molecular biology of the pore-forming cytolysins from Staphylococcus aureus,α-and γ-hemolysins and leukocidin." Biosci. Biotech. Biochem. 61(4). 565-572 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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