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DnaAドメインIVを用いた新規抗菌剤の探索開発プロセスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 13558090
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 分子生物学
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (70264059)

研究分担者 胡桃坂 仁志  早稲田, 大学院・理工学部, 助教授 (80300870)
麻生 真理子  九州大学, 大学院・薬学研究院, 助手 (30201891)
植田 正  九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (90184928)
遠藤 淳  第一製薬(株), 創薬第一研究所, 副主任研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2001年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワードDNA複製 / 細胞周期 / DnaAタンパク質 / 大腸菌 / DNAポリメラーゼ / AAA^+ファミリー / ATP / 抗菌剤 / DNA結合 / NMR / X線結晶解析 / AAA+ファミリー / 染色体複製制御
研究概要

多剤耐性菌の出現や、新興感染症が次々と発生するなど、新規抗菌剤への社会的需要は高い。DnaA蛋白質は細菌類に広く保存されており、染色体の複製に必須である。DnaA蛋白質(52kDa)のC末端10kDa断片に、この特異的DNA結合能が担われていて、ドメインIVと呼ばれる。DnaA機能阻害剤開発のため、本研究計画前半では、このドメインIV蛋白断片を用いて、活性スクリーニング系の開発、3次元構造解析をまず目指すことにしている。実際、大量生産株を作成し、このドメインのみからなる蛋白断片の精製に成功し、かつ、このドメインIV蛋白には、特異的DNA結合能があることを証明した。さらに初めて、NMRによる構造解析を行い、DnaAドメインIVの^1H,^<13>C,^<15>Nの化学シフトを同定し各アミノ酸残基の帰属も決定した。この成果に基づき、DnaAドメインIVの溶液中での2次構造の決定に成功した。さらに並行して、X線結晶解析による構造解析を行うため、この蛋白ドメインとDNAとの複合体の結晶化を進めて、共結晶の2.5Å解像度での放射光回折データを得、さらに、重元素置換型結晶解析と構造計算を進め、3次元構造を解くことに成功した。この成果により、DnaAタンパク質とDNAとの相互作用機構が分子原子レベルで解明された。以上のような研究進展にあわせて、阻害剤のスクリーニングを行い、新規薬剤候補となる分子を見出した。以上のことから、本研究ではDnaAドメインIVの機能構造解析に基づき理論的に薬剤を選別し、新規抗菌剤の開発研究へと展開するシステムの確立に成功した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (51件)

  • [文献書誌] Nishida, S., et al.: "A nucleotide switch in E.coli DnaA protein initiates the chromosomal replication : Evidence from a mutant DanA protein defective in regulatory ATP hydrolysis in vitro and in vivo"Journal of Biological Chemistry. 277. 14986-14995 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Obita, T.et al.: "Determination of the secondary structure in solution of the Escherichia coli DnaA DNA-binding domain"Biochemical and Biophysical Research Communications. 299. 42-48 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onogi, T.et al.: "Replication-dependent recruitment of the β subunit of DNA polymerase III from cytsolic spaces to replication forks in Escherichia coli"Journal of Bacteriology. 184. 867-870 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujikawa, N.et al.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Research. 31. 2077-2086 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, K.et al.: "Fate of DNA replication fork encountering a single DNA I during oriC plasmid DNA replication in vitro"Genes to Cells. 8. 437-449 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suetsugu, M., et al.: "Transcriptional control for initiation of chromosomal replication in Escherichia coli : fluctuation of the level of origin transcription ensures timely initiation"Genes to Cells. 8. 731-745 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, Y.et al.: "Identification of the region of Escherichia coli DnaA protein required for specific recognition of the DnaA box"Cell.Mol.Life Sci.. 60. 1998-2008 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suetsugu, M.et al.: "Molecular mechanism of DNA replication-coupled inactivation of the initiator protein in Escherichia coli : Interaction of DnaA with the sliding clamp-loaded DNA and the sliding clamp-Hda complex"Genes to Cells. (In press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 片山 勉: "細菌染色体の複製制御機構"薬学研究の進歩. 19. 19-28 (2003)

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  • [文献書誌] Katayama, T.: "Feedback controls restrain the initiation of Escherichia coli chromosomal replication."Mol.Microbiol.. 41. 9-18 (2001)

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  • [文献書誌] Kubota, T., et al.: "DnaA protein Lys-415 is close to the ATP-binding site : ATP-pyridoxal affinity labeling"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 288. 1141-1148 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kato, J.et al.: "Hda, a novel DnaA-related protein, regulates the replication cycle in Escherichia coli."EMBO J.. 20. 4253-4262 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawakami, H.et al.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and DnaA protein"Mol.Genet.Genomics. 266. 167-179 (2001)

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  • [文献書誌] Katayama, T.et al.: "Multiple pathways regulating DnaA function in Escherichia coli : Distinct roles for DnaA titration by the datA locus and the regulatory inactivation of DnaA."Biochimie. 83. 13-17 (2001)

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  • [文献書誌] Suetsugu, M.et al.: "DNA replication-coupled inactivation of DnaA protein in vitro : a role for DnaA arginine-334 of the AAA^+ Box VIII motif in ATP hydrolysis."Mol.Microbiol.. 40. 376-386 (2001)

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  • [文献書誌] 片山 勉: "ゲノムの複製と分配(松影昭夫・正井久雄編)"シュプリンガーフェアラーク東京. 234 (2002)

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  • [文献書誌] 片山 勉: "今中忠行監修「ゲノミクスとプロテオミクスの新展開〜生物情報の解析と応用〜」"(株)エヌ・ティー・エス. 1158 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishida, S., et al.: "A nucleotide switch in E.coli DnaA protein initiates the chromosomal replication : Evidence from a mutant DnaA protein defective in regulatory ATP hydrolysis in vitro and in vivo"Journal of Biological Chemistry. 277. 14986-14995 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Obita, T. et al.: "Determination of the secondary structure in solution of the Escherichia coli DnaA DNA-binding domain"Biochemical and Biophysical Research Communications. 299. 42-48 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onogi, T. et al.: "Replication-dependent recruitment of the β subunit of DNA polymerase III from cytsolic spaces to replication forks in Escherichia coli"Journal of Bacteriology. 184. 867-870 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujikawa, N. et al.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Research. 31. 2077-2086 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, K. et al.: "Fate of DNA replication fork encountering a single DNA lesion during oriC plasmid DNA replication in vitro"Genes to Cells. 8. 437-449 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Su'etsugu, M., et al.: "Transcriptional control for initiation of chromosomal replication in Escherichia coli : fluctuation of the level of origin transcription ensures timely initiation"Genes to Cells. 8. 731-745 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, Y. et al.: "Identification of the region of Escherichia coli DnaA protein required for specific recognition of the DnaA box"Cell. Mol.Life Sci.. 60. 1998-2008 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Su'etsugu, M., et al.: "Molecular mechanism of DNA replication-coupled inactivation of the initiator protein in Escherichia coli : Interaction of DnaA with the sliding clamp-loaded DNA and the sliding clamp-Hda complex"Genes to Cells. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, T.: "Feedback controls restrain the initiation of Escherichia coli chromosomal replication."Mol.Microbiol.. 41. 9-18 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kubota, T., et al.: "DnaA protein Lys-415 is close to the ATP-binding site : ATP-pyridoxal affinity labeling"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 288. 1141-1148 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kato, J. et al.: "Hda, a novel DnaA-related protein, regulates the replication cycle in Escherichia coli."EMBO J.. 20. 4253-4262 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawakami, H. et al.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and DnaA protein"Mol.Genet.Genomics. 266. 167-179 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, T. et al.: "Multiple pathways regulating DnaA function in Escherichia coli : Distinct roles for DnaA titration by the datA locus and the regulatory inactivation of DnaA."Biochimie. 83. 13-17 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Su'etsugu, M., et al.: "DNA replication-coupled inactivation of DnaA protein in vitro : a role for DnaA arginine-334 of the AAA^+ Box VIII motif in ATP hydrolysis."Mol.Microbiol.. 40. 376-386 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, T.: "Regulatory mechanism for chromosome replication in bacteria"Advances in Pharmaceutical Sciences. 19. 19-28 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, T.: "Regulation of chromosome replication in prokayotes(Replication and Partition of the Genome(A.Matsukage and H.Masai(eds.))"Sringer-Verlag Tokyo. (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, T. et al.: "Replication system in the E.coli genome(Advances in Genomics and Proteomics(T.Imanaka(ed.))"N.T.S.. (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujikawa, N. et al.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Res.. 31(8). 2077-2086 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshida, Y., et al.: "Identification of the region of Escherichia coli DnaA protein required for specific recognition of the DnaA box"Cell.Mol.Life Sci.. 60(9). 1998-2008 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Su'etsugu, M., et al.: "Transcriptional control for initiation of chromosomal replication in Escherichia coli : fluctuation of the level of origin transcription ensures timely initiation"Genes Cells. 8(9). 731-745 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Higuchi, K., et al.: "Fate of DNA replication fork encountering a single DNA lesion during oriC plasmid DNA replication in vitro"Genes Cells. 8(5). 437-449 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 片山 勉: "細菌染色体の複製制御機構"薬学研究の進歩. 19. 19-28 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 片山 勉, 他: "ゲノミクスとプロテオミクスの新展開〜生物情報の解析と応用〜"(株)エヌ・ティー・エス(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nishida, S., Fujimitsu, K., Sekimizu, K., Ohmura, T., Ueda, T., Katayama, T.: "A uncleotide switch in E. coil DnaA protein initiates the chromosomal replication : Evidence from a mutant DnaA protein defective in regulatory ATP hydrolysis and in vivo"Journal of Biological Chemistry. 277・17. 14986-14995 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Obita, T., Iwura, T., Su'etsugu, M., Yoshida, Y., Tanaka, Y., Katayama, T., Ueda, T., Imoto, T.: "Determination of the secondary structure in solution of the Escherichia DnaA DNA-binding domain"Biochemical and Biophysical Research Communications. 299・1. 42-48 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Onogi, T., Ohsumi, K., Katayama, T., Hiraga, S.: "Replication-dependent recruitment of the β subunit of DNA polymerase III from cytsolic spaces to replication forks in Escherichia coli"Journal of Becteriology. 184・3. 867-870 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fujikawa, N., Kurumizaka, H., Nureki, O., Terada, T., Shirouzu, M., Katayama, T., Yokoyama, S.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Research. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 片山 勉(分担執筆): "ゲノムの複製とその制御(松影昭夫・正井久雄編)"シュプリンガーフェアラーク東京. 234 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nishida, S., Fujimitsu, K., Sekimizu, K., Ohmura, T., Ueda, T., Katayama, T.: "A nucleotide switch in E.coli DnaA protein initiates the chromosomal replication : Evidence from a mutant DnaA protein defective in regulatory ATP hydrolysis in vitro and in vivo"Journal of Biological Chemistry. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Onogi, T., Ohsumi, K., Katayama, T., Hiraga, S.: "Replication-dependent recruitment of the β subunit of DNA polymerase III from cytsolic spaces to replication forks in Escherichia coli"Journal of Bacteriology. 183(4). 867-870 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kubota, T., Ito, Y., Sekimizu, K., Tagaya, M., Katayama, T.: "DnaA protein Lys-415is close to the ATP-binding site : ATP-pyridoxal affinity labeling"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 288(5). 1141-1148 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami, H., Iwura, T., Takata, M., Sekimizu, K., Hiraga, S., Katayama, T.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and DnaA protein"Mol.Genet.Genomics. 266. 167-179 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kato, J., Katayama, T.: "Hda, a novel DnaA-related protein, regulates the replication cycle in Escherichia coli."EMBO Journal. 20(15). 4253-4262 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Su'etsugu, M., Kawakami, H., Kurokawa, K., Kubota, T., Takata, M., Katayama, T.: "DNA replication-coupled inactivation of DnaA protein in vitro : a role for DnaA arginine-334 of the AAA^+ Box VIII motif in ATP hydrolysis"Molecular Microbiology. 40(2). 376-386 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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