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ウエルシュ菌溶菌酵素の種特異性機構の解明と応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K07131
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
研究機関松山大学

研究代表者

玉井 栄治  松山大学, 薬学部, 教授 (40333512)

研究分担者 神鳥 成弘  香川大学, 医学部, 教授 (00262246)
成谷 宏文  十文字学園女子大学, 人間生活学部, 教授 (30452668)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード溶菌酵素 / エンドライシン / オートライシン / ペプチドグリカン / ウエルシュ菌 / ディフィシル菌 / X線結晶構造解析 / 酵素触媒反応機構 / 種特異性 / アミダーゼ / グルコサミニダーゼ / デフィシル菌 / 細胞壁
研究成果の概要

溶菌酵素(エンドライシンやオートライシン)は、ペプチドグリカンを分解し細菌を死滅させる酵素である。また、その分解部位によりムラミダーゼ、グルコサミニダーゼ、アミダーゼ、エンドペプチダーゼの4種類に分類される。さらに、構造学的には、触媒ドメインと細胞壁結合ドメインから構成されている。本研究では、ウエルシュ菌のエンドライシンであるPsaとディフィシル菌のオートライシンであるAcd24020の生化学的性質および構造解析を行った。その結果、これらの溶菌酵素は、共にそれぞれの菌に特異的に作用すること、さらには、Acd24020の特異性は基質結合溝の構造に依存していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、PsaとAcd24020がそれぞれウエルシュ菌やディフィシル菌に対して特異的に働くことを明らかにし、その特異性が触媒ドメインの構造に依存していることを明らかにした。このことは溶菌酵素の種特異性に関して新たな学術的知見を得ることができた。また、PsaとAcd24020がそれぞれウエルシュ菌とディフィシル菌に特異的に作用し死滅させることを明らかにした。このことは、食中毒やガス壊疽の原因菌であるウエルシュ菌や臨床現場で問題となっている抗菌薬誘発性偽膜生大腸炎の原因菌であるディフィシル菌に対して新たな治療薬の候補となることを明らかにしたものであり、社会的意義が高いと考えられる。

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

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural and biochemical characterizations of the novel autolysin Acd24020 from Clostridioides difficile and its full-function catalytic domain as a lytic enzyme.2021

    • 著者名/発表者名
      Sekiya, H., Tamai, E., Kawasaki, J., Murakami, K., Kamitori, S.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol.

      巻: 115 号: 4 ページ: 684-698

    • DOI

      10.1111/mmi.14636

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray structures of Clostridium perfringens sortase C with C-terminal cell wall sorting motif of LPST demonstrate role of subsite for substrate-binding and structural variations of catalytic site2021

    • 著者名/発表者名
      Tamai Eiji、Sekiya Hiroshi、Nariya Hirofumi、Katayama Seiichi、Kamitori Shigehiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 554 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.106

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Putative Amidase Endolysin Encoded by Clostridium perfringens St13 Exhibits Specific Lytic Activity and Synergizes with the Muramidase Endolysin Psm2021

    • 著者名/発表者名
      Sekiya Hiroshi、Okada Maho、Tamai Eiji、Shimamoto Toshi、Shimamoto Tadashi、Nariya Hirofumi
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 10 号: 3 ページ: 245-245

    • DOI

      10.3390/antibiotics10030245

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Benzoxazole-Based Metal Complexes to Reverse Multidrug Resistance in Bacteria2020

    • 著者名/発表者名
      Kincses Annamaria、Szabo Stefania、Racz Balint、Szemeredi Nikoletta、Watanabe Genki、Saijo Ryosuke、Sekiya Hiroshi、Tamai Eiji、Molnar Joseph、Kawase Masami、Spengler Gabriella
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 9 号: 10 ページ: 649-649

    • DOI

      10.3390/antibiotics9100649

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structures of major pilins in Clostridium perfringens demonstrate dynamic conformational change2019

    • 著者名/発表者名
      Tamai Eiji、Katayama Seiichi、Sekiya Hiroshi、Nariya Hirofumi、Kamitori Shigehiro
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section D Structural Biology

      巻: 75 号: 8 ページ: 718-732

    • DOI

      10.1107/s2059798319009689

    • 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
  • [雑誌論文] Synthesis and Antimicrobial Activity of 2-Trifluoroacetonylbenzoxazole Ligands and Their Metal Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Genki、Sekiya Hiroshi、Tamai Eiji、Saijo Ryosuke、Uno Hidemitsu、Mori Shigeki、Tanaka Toru、Maki Jun、Kawase Masami
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 66 号: 7 ページ: 732-740

    • DOI

      10.1248/cpb.c18-00158

    • NAID

      130007386740

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Benzoxazole-based Zn(II) and Cu(II) Complexes Overcome Multidrug-resistance in Cancer2018

    • 著者名/発表者名
      SPENGLER GABRIELLA、KINCSES ANNAMARIA、RACZ BALINT、VARGA BORISZ、WATANABE GENKI、SAIJO RYOSUKE、SEKIYA HIROSHI、TAMAI EIJI、MAKI JUN、MOLNAR JOSEPH、KAWASE MASAMI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 38 号: 11 ページ: 6181-6187

    • DOI

      10.21873/anticanres.12971

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase on the surface of Clostridium perfringens cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga N, Shimizu H, Fujimoto K, Watanabe K, Yamasaki T, Hatano N, Tamai E, Katayama S, Hitsumoto Y.
    • 雑誌名

      Anaerobe

      巻: 51 ページ: 124-130

    • DOI

      10.1016/j.anaerobe.2018.05.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] はじめてみようX線結晶構造解析共同研究2 -線毛と溶菌酵素の構造 と機能-2021

    • 著者名/発表者名
      玉井栄治
    • 学会等名
      第94回細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェルシュ菌由来オートリシンの分子量変化と溶菌活性2021

    • 著者名/発表者名
      青野りよ,松永望,玉井栄治,片山誠一,櫃本泰雄
    • 学会等名
      第94回細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌の溶菌酵素オートリシンの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      見尚悟,青野りよ,松永望,成谷宏文,玉井栄治,櫃本泰雄,片山誠一
    • 学会等名
      第94回細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディフィシル菌オートライシンCD24020触媒ドメインのX線結晶解析に基づく基質認識機構の検討2020

    • 著者名/発表者名
      神鳥成弘,関谷洋志,玉井栄治
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディフィシル菌のエンドペプチダーゼAcd24020の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      関谷 洋志, 玉井 栄治
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌の自己溶解酵素オートリシンの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      江見 尚悟,青野 りよ,松永 望,成谷 宏文,玉井 栄治, 櫃本 泰 雄,片山 誠一
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌自己溶菌酵素オートリシンの性状解析2020

    • 著者名/発表者名
      青野 りよ, 江草 星良, 松永 望, 玉井 栄治, 片山 誠一, 櫃本 泰雄
    • 学会等名
      第73回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ディフィシル菌のオートリシンCD24020 触媒ドメインの構造と機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      玉井 栄治,神鳥 成弘,関谷 洋志,河崎 樹里奈,村上 佳穂
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌のフィブロネクチン結合タンパク質FbpC, FbpD と溶菌酵素オートリシンの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      片山 誠一,江見 尚悟,青野 りよ,河相 朋美,松永 望,玉井 栄治,成谷 宏文,島本 整,櫃本 泰雄
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of fibronectin-binding proteins in membrane vesicle produced by Clostrodium perfringens2020

    • 著者名/発表者名
      松永 望,玉井 栄治,片山 誠一,櫃本 泰雄
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチドグリカン上でのウェルシュ菌由来GAPDH とオートリシンの結合2020

    • 著者名/発表者名
      青野 りよ,松永 望,玉井 栄治,片山 誠一,櫃本 泰雄
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Biocontrol of Clostridium perfringens by using Two Types of Specific Endolysins2020

    • 著者名/発表者名
      成谷 宏文,岡田 真歩,玉井 栄治,関谷 洋志,島本 敏,島本 整
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌線毛の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉井 栄治,神鳥 成弘,関谷 洋志,片山 誠一,成谷 宏文
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Autolysin and GAPDH as the functioning fibronectin-receptors on the Clostridium perfringens cell surface2019

    • 著者名/発表者名
      青野 りよ,藤本 佳那子,松永 望,玉井 栄治,片山 誠一,櫃本 泰雄
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディフィシル菌由来グルコサミニダーゼの解析2019

    • 著者名/発表者名
      関谷 洋志,西原 剣風,牧 純,玉井 栄治
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌の線毛の構造と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉井栄治1,片山誠一,関谷洋志,成谷宏文
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] C. difficile のエンドペプチダーゼCD630_11350 の生化学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      関谷洋志,玉井栄治
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringens が産生するmembrane vesicle 中のフィブロネクチン結合タンパク質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      松永 望,玉井栄治,片山誠一,櫃本泰雄
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Closutridium perfringens 菌体表層のglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)とオートリシンの結合解析2019

    • 著者名/発表者名
      青野りよ,松永 望,玉井栄治,片山誠一,櫃本泰雄
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌の菌体表層に存在するフィブロネクチン(Fn)結合タンパク質(FbpC, FbpD)と溶菌酵素オートリシンの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      江見尚悟,青野りよ,河相朋美,松永 望,玉井栄治,成谷宏文,島本 整,櫃本泰雄, 片山誠一
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌線毛タンパク質CppAとSortase CのX線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      神鳥 成弘,玉井 栄治,関谷 洋志,成谷 宏文,片山誠一
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェルシュ菌細胞壁分解酵素CPE1138の生化学的解析とX線構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉井 栄治,神鳥 成弘,成谷 宏文,関谷 洋志,渡部 あずさ,牧 純
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] X-ray structure of Clostridium perfringens CPE1138 catalytic domain hydrolyzing bacterial cell2018

    • 著者名/発表者名
      神鳥 成弘,玉井 栄治,関谷 洋志,牧 純,成谷 宏文
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 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: 2022-01-27  

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