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病原細菌エフェクターによるNF-κB経路を標的とした感染機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03198
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

水島 恒裕  兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90362269)

研究分担者 谷 一寿  三重大学, 医学系研究科, 産学官連携講座教授 (20541204)
Kim Minsoo  京都大学, 医学研究科, 准教授 (50466835)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード蛋白質 / エフェクター / 構造解析 / ユビキチン
研究開始時の研究の概要

NF-κBは免疫反応において中心的役割を果たす転写因子である。これに対し、病原細菌は病原性タンパク質(エフェクター)を宿主細胞に分泌することにより、宿主の防御反応を阻害し感染している。本研究ではNF-κB経路の活性化を阻害する病原細菌エフェクターと標的となる宿主タンパク質の複合体構造を決定することにより病原細菌の感染メカニズムの解明、治療薬開発のための基盤構築を目指す。

研究成果の概要

病原細菌はエフェクターと呼ばれる病原性タンパク質を宿主細胞に分泌し、宿主の防御応答を妨げることにより感染する。病原細菌は宿主には存在しない独自の構造をもったエフェクターを有し、防御応答の中心的な役割を担う転写因子NF-κB経路を阻害している。本研究では赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5の結晶構造解析と機能解析を行い、宿主のNF-κB経路の活性化にかかわるLUBAC複合体を特異的に認識し阻害する機構を明らかにした。また、病原性酵母の感染に関わるグリオキシル酸回路で働くイソクエン酸リアーゼ、グリオキシル酸回路の制御を行うSCFUcc1の構造解析を行い、経路の制御機構を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸管病原細菌による炎症性下痢は世界の5歳未満児死亡の主要な原因となっている。また、近年の多剤耐性菌の出現により病原細菌の感染は先進国においても問題となっており、感染機構の解明や治療法の開発は重要な研究課題である。本研究で明らかにした、IpaH1.4、IpaH2.5によるLUBAC複合体認識機構は病原細菌の感染機構の理解において重要な成果である。また、NF-κB経路は異常な活性化がリウマチ等、免疫異常疾患の原因となることから、本研究成果はNF-κB経路の活性化を阻害することによる免疫治療への応用のための基盤となることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Defective import of mitochondrial metabolic enzyme elicits ectopic metabolic stress2023

    • 著者名/発表者名
      Nishio Kazuya、Kawarasaki Tomoyuki、Sugiura Yuki、Matsumoto Shunsuke、Konoshima Ayano、Takano Yuki、Hayashi Mayuko、Okumura Fumihiko、Kamura Takumi、Mizushima Tsunehiro、Nakatsukasa Kunio
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 15 ページ: 1956-1975

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf1956

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insight into the recognition of the linear ubiquitin assembly complex by <i>Shigella</i> E3 ligase IpaH1.4/2.52023

    • 著者名/発表者名
      Hiragi Keito、Nishide Akira、Takagi Kenji、Iwai Kazuhiro、Kim Minsoo、Mizushima Tsunehiro
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 173 号: 4 ページ: 317-326

    • DOI

      10.1093/jb/mvac109

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active site structure of the <i>Shigella flexneri</i> effector OspI2022

    • 著者名/発表者名
      Nishide Akira、Takagi Kenji、Kim Minsoo、Mizushima Tsunehiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.02.15.480433

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insights into the targeting specificity of ubiquitin ligase for S. cerevisiae isocitrate lyase but not C. albicans isocitrate lyase2021

    • 著者名/発表者名
      Hiragi Keito、Nishio Kazuya、Moriyama Shu、Hamaguchi Tasuku、Mizoguchi Akira、Yonekura Koji、Tani Kazutoshi、Mizushima Tsunehiro
    • 雑誌名

      Journal of Structural Biology

      巻: 213 号: 3 ページ: 107748-107748

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2021.107748

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 病原細菌NEL型ユビキチンリガーゼの反応中間体構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村真唯子,平木慶人,小杉将吾,Kim Minsoo,水島恒裕
    • 学会等名
      令和5年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Legionella菌Cif様タンパク質のX線結晶構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      馬場 拓海,平木 慶人,粕谷 航平,小倉 実,西出 旭, Kim Minso,水島 恒裕
    • 学会等名
      令和5年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 病原細菌NEL型ユビキチンリガーゼの反応中間体構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村真唯子,平木慶人,小杉将吾,Kim Minsoo,水島恒裕
    • 学会等名
      第9回バイオダイナミクス研究科
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Legionella菌Cif様タンパク質のX線結晶構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      馬場 拓海,平木 慶人,粕谷 航平,小倉 実,西出 旭, Kim Minso,水島 恒裕
    • 学会等名
      第9回バイオダイナミクス研究科
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] X線結晶構造解析による赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5のLUBAC阻害機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      平木慶人・西出旭・高木賢治・Kim Minsoo・水島恒裕
    • 学会等名
      令和4年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] クエン酸合成酵素の構造変化を識別するF-boxタンパク質Ucc12022

    • 著者名/発表者名
      西尾和也・中務邦雄・嘉村巧・水島恒裕
    • 学会等名
      第5回 バイオダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5基質認識ドメインの構造及び基質認識機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      平木慶人・西出旭・高木賢治・Kim Minsoo・水島恒裕
    • 学会等名
      第5回 バイオダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5のX線結晶構造解析および機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      平木慶人・西出旭・高木賢治・岩井一宏・Kim Minsoo・水島恒裕
    • 学会等名
      第67回 日本生化学会 近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤痢菌エフェクター IpaH1.4/2.5 による直鎖状ポリユビキチン鎖生成酵素 (LUBAC) 認識機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      平木慶人・西出旭・高木賢治・岩井一宏・Kim Minsoo・水島恒裕
    • 学会等名
      第21回 日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 病原菌エフェクターによる宿主防御応答阻害機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      水島恒裕
    • 学会等名
      公益財団法人アステラス病態代謝研究会 第51回研究報告会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5によるLUBAC複合体認識機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      平木慶人・西出旭・高木賢治・岩井一宏・Kim Minsoo・水島恒裕
    • 学会等名
      第4回ピコバイオロジー研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] X線結晶構造解析による赤痢菌エフェクターIpaH1.4及び2.5の基質認識機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      平木慶人、西出旭、高木賢治、Kim Minsoo、水島恒裕
    • 学会等名
      日本結晶会 令和2年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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