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ボツリヌス神経毒素複合体赤血球凝集因子の腸管上皮細胞バリア通過機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 20051011
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

北所 健悟  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (60283587)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワードボツリヌス毒素 / 赤血球凝集因子 / 結晶化 / X線構造解析 / DDSシステム / ドラッグデザイン
研究概要

ボツリヌス神経毒素は、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)が産出する分子量約150kDaの毒素タンパク質で、シナプスのSNAREを切断して宿主を麻痺させる。ヒトに感染し、最も毒性が強いB型毒素が有する赤血球凝集因子(Hemaggulutinin:HA)は、3つのsubunit(HA-1、2、3)を有し、腸管上皮細胞表面のTight Junctionのタンパク質群を分散させて、細胞バリアを通過する。これらの構造決定により、ボツリヌス毒素分子のバリア通過機構のメカニズムを原子レベルで解明する。これらの成果は、ボツリヌス神経毒素複合体の厳格な分子認識作用を利用した応用技術や、細胞内デリバリーのシステムを利用した新規な薬剤の開発につながるものと期待できる。
今回、B型ボツリヌス菌由来のHA-3の結晶化を行い、SPring-8のBL44XUにて3Å分解能の回折データを測定した。水銀誘導体を用いたSAD法により、立体構造を決定した。その結果、HA-3は結晶中では4分子存在し、活性型として3量体構造を取っていた。HA-3のモノマーは2つのサブユニットからなり、β構造を多く有していた。3量体の中心には直径22Åからなる孔が形成され、cryoprotectantとして用いたトレハロースが1分子結合していた。このことから、HA-3の孔を利用したドラックデリバリーシステムの応用への可能性が示唆された。更に3種類のシアル酸誘導体を結晶にソーキングし、その結合様式を原子レベルで決定し、HA-3の構造活性相関について詳細な情報を得ることができた。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Human Nei-like protein NEIL3 has AP lyase activity specific for single-stranded DNA and confers oxidative stress resistance in Escherich is coli mutant2009

    • 著者名/発表者名
      Takao, M., Oohata,Y., Kitadokoro-K.(他5名)
    • 雑誌名

      Genes Cells 14

      ページ: 261-270

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pasteurella multocida由来の細菌毒素の細胞内機能領域の構造と機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      北所健悟, 神谷重樹, 堀口安彦
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 50

      ページ: 187-194

    • NAID

      10021085809

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ボツリヌス神経毒素複合体赤血球凝集因子の腸管上皮細胞バリア通過機構解明2009

    • 著者名/発表者名
      西村昂亮, 北所健悟, (他3名)
    • 学会等名
      日本結晶学会
    • 発表場所
      兵庫県西宮市
    • 年月日
      2009-12-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of the HA3 subcomponent of type B botulinum neurot oxin complex by X-ray crystallography2009

    • 著者名/発表者名
      北所健悟, (他4名)
    • 学会等名
      The 9th Awaji International Forum on Infection and Immunity
    • 発表場所
      兵庫県淡路島
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the membrane-targeting C1 domain of Pasteurella multocida toxin2009

    • 著者名/発表者名
      神谷重樹, 北所健悟(他5名)
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2009-03-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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