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Structural and functional studies of iron uptake ATP-binding cassette transporters (ABC transporters) in Gram-negative bacteria

研究課題

研究課題/領域番号 20K22561
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0601:農芸化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

陸 鵬  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (20880339)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードFbpA / vibriosis / spice extracts / rosmarinic acid / Vibrio species / bacteriostatic agent / VmFbpA / Membrane Protein / ABC transporter / Vibrio. species / Iron / Vibrio. spp / iron / Vibrio spp
研究開始時の研究の概要

1) To reveal the Fe3+-binding and release mechanisms of FbpA.
2) To determine the structures of FbpBC and FbpBC-A complexes.
3) To inhibit the growth of Vibrio spp. based on iron restriction via the inhibition of FbpA.

研究成果の概要

ビブリオ菌Vibrio. metschnikovii由来のPBP(FbpA)の鉄結合を選択的に阻害する食品成分を香辛料・ハーブの熱水抽出物から探索し、ロスマリン酸(RA)という化合物を同定できた。鉄取り込み阻害剤として、RAの抗菌活性がクエン酸ナトリウム共存下で増強されることを見出した。さらに、V. metschnikovii由来のFbpAの鉄結合部位にRAが結合した結晶構造も解いて、鉄取込みを阻害する分子機構を明らかにした。なお、ビブリオ感染症の原因菌であるV. parahaemolyticus、V. alginolyticus、V. vulnificusに対しても効果が示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義:ビブリオ菌由来の鉄結合タンパク質FbpAの構造解析によって、菌のFe3+取り込み機構を明らかにした。更に、FbpAを阻害する機構を持つロスマリン酸(RA)との複合体の構造解析により、その分子機構も可視化できた。
社会的意義:本研究から得られるビブリオ属細菌に対する静菌剤は、ヒトにとって安全な食品成分からなり、抗菌スペクトルが狭く選択的な静菌作用を示した。食品生産、保管、流通における使用だけでなく、消費者も安心して利用可能である。畜産・水産・植物栽培、ヒト医療・獣医医療における抗生物質の過剰・不適切な使用を減らすことに貢献する。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Rosmarinic Acid and Sodium Citrate Have a Synergistic Bacteriostatic Effect against Vibrio Species by Inhibiting Iron Uptake2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Peng、Sui Miaomiao、Zhang Mimin、Wang Mengyao、Kamiya Takehiro、Okamoto Ken、Itoh Hideaki、Okuda Suguru、Suzuki Michio、Asakura Tomiko、Fujiwara Toru、Nagata Koji
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 23 ページ: 13010-13010

    • DOI

      10.3390/ijms222313010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Identification of bacteriostatic agents by inhibiting the iron uptake protein, FbpA, from a marine-borne Gram-negative bacterium, Vibrio metschnikovii2022

    • 著者名/発表者名
      Peng LU
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Metallomics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋病原菌Vibrio metschnikoviili の鉄吸収と増殖を阻害する化合物のスパイス抽出物からの探索2020

    • 著者名/発表者名
      陸 鵬、王 夢瑶、神谷 岳洋、張 米敏、岡本 研、鈴木 道生、朝倉 富子、藤原 徹、永田 宏次
    • 学会等名
      農芸化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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