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新規に見出されたボツリヌス毒素複合体の細胞認識における「機能シフト機構」の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K07123
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

相根 義昌  東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (00624660)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードボツリヌス毒素複合体 / タンパク質分解酵素 / 血球凝集素 / ボツリヌス食中毒 / 経口毒性 / タンパク質の構造 / 経口輸送 / 蛋白質 / 毒素複合体 / ボツリヌス毒素 / 翻訳後修飾 / 細胞認識 / ボツリヌス菌 / タンパク質
研究成果の概要

ボツリヌス菌が産生する毒素複合体(TC)は、その構成成分の1つであるHA-33の細胞認識機能により小腸上皮細胞の特定の糖鎖に結合し、上皮組織を透過することで体内に侵入するものと考えられる。本研究では、ボツリヌスC型菌Yoichi株の産生するTCの構成成分HA-33が培養中に分子内切断による構造変化を起こし、細胞認識機能に変化が生じることを明らかにした。さらにHA-33タンパク質のN末端およびC末端に特定のタグタンパク質を導入した組換タンパク質を調製し、一次構造変化に関与するタンパク質分解酵素の推定を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、ヒトに対するボツリヌス食中毒は大幅に減少した一方で家畜に対するボツリヌス中毒は、世界各地で散発しており一度に多額の被害を与えることがある。ひとたびボツリヌス中毒に罹患すると筋肉麻痺等が長期間に渡って起こることが知られている。ボツリヌス中毒における神経毒性については多くの研究が行われているが、どのようなメカニズムで毒素が体内に侵入するのかについては不明な点が多い。本研究の成果は、ボツリヌス毒素が体内に侵入するメカニズムの解明の一端を示すものであり、ボツリヌス中毒の予防や治療、さらに毒素の体内侵入メカニズムを応用した薬剤送達システムの開発に重要な知見となるものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Atomic force microscopic image data of botulinum neurotoxin complexes with different molecular sizes2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichiro Miyashita, Yoshimasa Sagane, Takamasa Uchino, Shura Karatsu, Keita Hosoya, Ihsun Huang, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe, Yoichi Niimura, Tomonori Suzuki
    • 雑誌名

      Data in Brief

      巻: 25 ページ: 104193-104193

    • DOI

      10.1016/j.dib.2019.104193

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ボツリヌスD型菌4947株培養液中に出現するボツリヌス毒素タンパク質複合体の経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      細谷 圭汰、唐津 修羅、栗原 淳、菅原 千広、黄 インシュン、渡辺 薫、丹羽 光一、相根 義昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌスD型神経毒素複合体によって誘導される小腸上皮細胞の細胞骨格の形状変化2018

    • 著者名/発表者名
      栗原 淳、黄 インシュン、細谷 圭汰、菅原 千広、唐津 修羅、渡辺 薫、丹羽 光一、相根 義昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス毒素複合体の各種上皮細胞に対する影響2018

    • 著者名/発表者名
      黄 インシュン、栗原 淳、菅原 千広、細谷 圭汰、唐津 修羅、渡辺 薫、丹羽 光一、相根 義昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス毒素複合体の小腸上皮細胞に対する細胞毒性2018

    • 著者名/発表者名
      菅原 千広、栗原 淳、黄 インシュン、唐津 修羅、細谷 圭汰、渡辺 薫、相根 義昌、丹羽 光一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌスC型菌Yoichi株が産生する毒素複合体の構造と機能の変化2018

    • 著者名/発表者名
      唐津 修羅、細谷 圭汰、黄 インシュン、菅原 千広、栗原 淳、渡辺 薫、丹羽 光一、相根 義昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質NTNHAのアクチン依存性細胞内輸送2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺 薫、栗原 淳、細谷 圭汰、唐津 修羅、菅原 千広、黄 インシュン、丹羽 光一、相根 義昌
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-23  

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