ジフテリア菌ヘムセンサーのリガンド受容とリン酸化シグナリング

• 研究課題/領域番号: 19570143
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 中村 寛夫 独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 専任研究員 (80270594)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2008年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 細胞情報伝達機構 / ヘム / リン酸化酵素 / センサー / 膜タンパク質 / 鉄 / 病原菌 / 二成分情報伝達系 / 再構成 / ヒスチジンキナーゼ

研究概要

ジフテリア病原菌が宿主であるヒト血液のヘム濃度を感知するためのセンサーの候補遺伝子と考えられているのがchrSAである。本研究ではchrS遺伝子がコードする膜タンパク質ChrSを組み換え大腸菌細胞膜から界面活性剤で可溶化、精製し、脂質膜リポソームに再構成した。再構成したChrSタンパク質はヘム依存的に自己リン酸化されることが示され、このタンパク質がヘムを感知するセンサー機能を持つことを世界で初めて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Separation of phosphoprotein isotypes having the same number of phosphate groups using phosphate-affinity SDS-PAGE (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, E., Kinoshita-Kikuta, E., Matsubara, M., Yamada, S., Nakamura, H., Shiro, Y., Aoki, Y., Okita, K., and Koike, T.
  • 雑誌名: Proteomics 8 ページ: 2994-3003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separation of phosphoprotein isotypes having the same number of phosphate groups using phosphate-affinity SDS-PAGE (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, E
  • 雑誌名: Proteomics 8 ページ: 2994-3003
  • 査読あり
• [雑誌論文] FTIR study on the hydrogen bond structure of a key tyrosine residue in the flavin-binding blue light sensor TePixD from Thermosynechococcus elongatus (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, R., Okajima, K., Suzuki, H., Nakamura, H., Ikeuchi, M., and Noguchi, T.
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 6459-6467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separation of a phosphorylated-His protein using phosphate-affinity polyacrylamide gel electrophoresis (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Nakamura, H., Kinoshita, E., Kinoshita-Kikuta, E., Koike, T., and Shiro, Y.
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 360 ページ: 160-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] FTIR study on the hydrogen bond structure of a key tyrosine residue in the flavin-binding blue light sensor TePixD from Thermosynechococcus elongatus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, R
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 6459-6467
  • 査読あり
• [学会発表] リポソームに機能的再構成したジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼChrSのヘム結合と自己リン酸化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤陽子, 中村 寛夫
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(口頭、ポスター)
  • 発表場所: 神戸 日本
• [学会発表] ジフテリア病原菌の細胞膜にあるヘムセンサーと鉄利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村 寛夫
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会 (シンポジウム細菌情報伝達ネットワークとドラッグターゲットにて口頭)
  • 発表場所: 神戸 日本
• [学会発表] Separation of phosphoprotein isotype with the same phosphate stoichiometry using phosphate affinity SDS-PAGE (2008)
  • 著者名/発表者名: Eiji Kinoshita, Emiko Kinoshita, Mamoru Matsubara, Seiji Yamada, Hiro Nakamura, Yoshitsgu Shiro, Yuri Aoki, Kouki Okita
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(口頭、ポスター)
  • 発表場所: 神戸 日本
• [学会発表] Characterization of a membrane bound heme sensor kinase, ChrS, from Corynebacterium diphtheriae (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H.
  • 学会等名: Gordon Research Conferences on Sensory Transduction in Microorganisms
  • 発表場所: Ventura, USA
• [学会発表] ジフテリア病原菌の細胞膜にあるヘムセンサーと鉄利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村寛夫
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(シンポジウム口頭)
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] リポソームに機能的再構成したジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼChrSのヘム結合と自己リン酸化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤陽子
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(ポスター、口頭)
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] ジフテリア菌のヘムセンシングの分子基盤 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 寛夫
  • 学会等名: 分子研研究会ヘム代謝に関わる酵素の分子科学
  • 発表場所: 岡崎 日本
• [学会発表] ヒスチジンキナーゼThkA触媒ドメイン-ヌクレオチド結合型の結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林 美紀, 山田 斉爾, 杉本 宏, 中村寛夫, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台 日本
• [学会発表] 二成分系酸素センサー蛋白質の分子内,分子間情報伝達機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 城 宜嗣, 山田 斉爾, 菊地 晶裕, 城 宜嗣, 山田 斉爾, 菊地 晶裕, 中村 寛夫
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台 日本
• [学会発表] ジフテリア菌細胞膜にあるヘムセンサータンパク質の機能的再構成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 寛夫
  • 学会等名: 第34回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台 日本
• [学会発表] ヒスチジンキナーゼThkAにおけるATP結合サイトの構造変化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林 美紀, 山田 斉爾, 杉本 宏, 中村 寛夫, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜 日本
• [学会発表] ジフテリア菌のヘム感知系レスポンスレギュレーターのリン酸基受容とDNA結合 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林 ゆき野, 斉藤正男, 城 宜嗣, 中村 寛夫
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜 日本
• [学会発表] ジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼのリポソームへの機能的再構成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 駒形文子, 斉藤正男, 城 宜嗣, 中村 寛夫
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜 日本
• [学会発表] Crystal structure of histidine kinase and response regulator complex: insight into regulatory mechanism of oxygen sensor FixL (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Kobayashi M, Sugimoto H, Nakamura H, Shiro Y
  • 学会等名: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Vienna Austria