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クライオ電子顕微鏡によるⅢ型分泌系蛋白質輸送装置の構造基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14639
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

川本 晃大  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (90631523)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードクライオ電子顕微鏡 / タンパク質輸送 / 膜タンパク質 / Ⅲ型分泌系 / 蛋白質輸送 / 構造生物学 / 細菌 / III型分泌系 / 病原性細菌
研究成果の概要

本研究では、未だ明らかにされていないⅢ型分泌系の蛋白質分泌機構を解明することを目的とし、クライオ電子顕微鏡を用いてその全体構造を高分解能で明らかにすることを目指した。
同じⅢ型分泌系に分類される細菌べん毛蛋白質輸送装置に着目し、構成膜蛋白質の構造解析を行った結果、これまでの生化学的実験から予想されていたものとは異なる対称性で構造を形成していることが明らかになった。また、その構造は、すでに報告されているイオンチャネルの構造と類似性があることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多剤耐性菌の出現により治療困難な感染症が増え、新たな視点からの感染症対策が急務となっている。本研究で着目しているⅢ型分泌系の蛋白質分泌機構を分子・原子レベルで解明し、これらの働きを不活化することができれば、細菌を殺さず病原性のみを破壊する新しいタイプの感染症治療薬の開発につながることが期待される。また、すでに報告されているイオンチャネルの構造との類似性が示されたことから、これまで提唱されていた分泌機構とは異なる、新たな蛋白質の分泌機構の解明につながることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] EMBL Australia/School of Medical Sciences/UNSW Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Physical& Theoretical Chemistry/Department of Chemistry/University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New South Wales(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Oxford University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cryo-EM structures reveal translocational unfolding in the clostridial binary iota toxin complex2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tomohito、Yoshida Toru、Kawamoto Akihiro、Mitsuoka Kaoru、Iwasaki Kenji、Tsuge Hideaki
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 号: 3 ページ: 288-296

    • DOI

      10.1038/s41594-020-0388-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Vitro Autonomous Construction of the Flagellar Axial Structure in Inverted Membrane Vesicles.2020

    • 著者名/発表者名
      Terashima H, Tatsumi C, Kawamoto A, Namba K, Minamino T, Imada K.
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 1 ページ: 126-126

    • DOI

      10.3390/biom10010126

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refined mechanism of Mycoplasma mobile gliding based on structure, ATPase activity, and sialic acid binding of machinery2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa MS, Nakane D, Toyonaga T, Kawamoto A, Kato T, Namba K, Miyata M
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 10 号: 6 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1128/mbio.02846-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and synthesis of pleated DNA origami nanotubes with adjustable diameters2019

    • 著者名/発表者名
      Berengut Jonathan F、Berengut Julian C、Doye Jonathan P K、Preern Domen、Kawamoto Akihiro、Ruan Juanfang、Wainwright Madeleine J、Lee Lawrence K
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: 11963-11975

    • DOI

      10.1093/nar/gkz1056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for oligomerization of the prokaryotic peptide transporter PepTSo22019

    • 著者名/発表者名
      Nagamura Reina、Fukuda Masahiro、Kawamoto Akihiro、Matoba Kyoko、Dohmae Naoshi、Ishitani Ryuichiro、Takagi Junichi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 75 号: 5 ページ: 348-358

    • DOI

      10.1107/s2053230x19003546

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular Organization and Assembly of the Export Apparatus of Flagellar Type III Secretion Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Kawamoto Akihiro、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Current Topics in Microbiology and Immunology

      巻: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/82_2019_170

    • ISBN
      9783030521226, 9783030521233
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Reconstitution of Functional Type III Protein Export and Insights into Flagellar Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Terashima, Akihiro Kawamoto, Chinatsu Tatsumi, Keiichi Namba, Tohru Minamino, Katsumi Imada
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 9(3) 号: 3

    • DOI

      10.1128/mbio.00988-18

    • 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
  • [雑誌論文] The mechanism of two-phase motility in the spirochete Leptospira : Swimming and crawling2018

    • 著者名/発表者名
      Tahara Hajime、Takabe Kyosuke、Sasaki Yuya、Kasuga Kie、Kawamoto Akihiro、Koizumi Nobuo、Nakamura Shuichi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 5

    • DOI

      10.1126/sciadv.aar7975

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leptospiral flagellar sheath protein FcpA interacts with FlaA2 and FlaB1 in Leptospira biflexa2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Yuya、Kawamoto Akihiro、Tahara Hajime、Kasuga Kie、Sato Ryoichi、Ohnishi Makoto、Nakamura Shuichi、Koizumi Nobuo
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 4 ページ: e0194923-e0194923

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0194923

    • 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] クライオ電子顕微鏡によるMycoplasma pneumoniaeの細胞接着タンパク質P1の立体構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      2019年度日本マイコプラズマ学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡を使った病原性細菌の運動機能や分泌機構解明への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      第92日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による構造解析法チュートリアル2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      CBI学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡を用いたタンパク質の動的機能構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotational symmetry structure of the bacterial flagellar motor for torque transmission revealed by cryo-EM2018

    • 著者名/発表者名
      川本晃大、宮田知子、木下実紀、南野徹、今田勝巳、加藤貴之、難波啓一
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure and rotational symmetry of the rotor of the bacterial flagellar motor revealed by electron cryomicroscopy.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kawamoto, Tomoko Miyata, Miki Kinoshita, Tohru Minamino, Katsumi Imada, Takayuki Kato, Keiichi Namba
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure and rotational symmetry of the rotor of the bacterial flagellar motor revealed by electron cryomicroscopy.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kawamoto, Tomoko Miyata, Miki Kinoshita, Tohru Minamino, Katsumi Imada, Takayuki Kato, Keiichi Namba
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Press Release:クライオ電子顕微鏡により明らかにした細菌毒素タンパク質の膜透過機構

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/%e6%9c%aa%e5%88%86%e9%a1%9e/press-release20200310_cryo

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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