BAM 複合体による細胞膜タンパク質輸送機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22370044
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: ジェレミー テイム (J・R・H Tame) 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (00336588)
• 研究分担者: 朴 三用 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (20291932) ; 雲財 悟 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 助教 (60336592)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2010年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: 膜タンパク質 / 抗生剤 / 結晶 / タンパク質 / X線結晶構造解析 / 細胞膜輸送 / オートトランスポーター

研究概要

多剤耐性菌の出現により、抗生剤が効かない病原菌で社会的に大きな問題となっている。特にグラム陰性の病原菌が世界に広かっており、大きな問題になっている。そこで本研究では多剤耐性グラム陰性菌に有効な新規薬剤標的分子として BAM(β-barrel assembly machinery) 複合体の構造生物学的な基盤構築を行い、新規薬剤の開発を研究目的である。BAM 複合体はグラム陰性菌の外膜生合成で中心的な役割を担う装置であり、菌の生存に必須な機能を有する。しかし、新規薬剤開発のための構造基盤の情報は少なく、我々は、BamA-D をターゲットとし、発現系構築に成功し結晶化を試みたが、良好な結晶を得る事は出来なかった。そこで、我々は BamC と BamD の複合体での機能解析や、結晶化に成功した。BamC と BamD の X線小角散乱(small angle X-ray scattering)法や分析超遠心(AUC)により、溶液中での相互作用を確認する事が出来た。また、複合体での微結晶ながら X 線による反射点も確認する事が出来たが、構造決定までには結晶化の最適化が必要である。引き続き、結晶化条件の最適化と、Bam 機構解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] The structure of the deacetylase domain of Escherichia coli PgaB, an enzyme required for biofilm formation: a circularly permuted member of the carbohydrate esterase 4 family (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Noguchi, H., Yoshida, H., Park, S. Y. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 69 ページ: 44-51
• [雑誌論文] The structure of the deacetylase domain of Escherichia coli PgaB, an enzyme required for biofilm formation: a circularly permuted member of the carbohydrate esterase 4 family. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Noguchi, H., Yoshida, H., Park, S. Y. & Tame, J. R. H.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 69 号: 1 ページ: 44-51
  • DOI: 10.1107/s0907444912042059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for broad detection of genogroup II noroviruses by a monoclonal antibody that binds to a site occluded in the viral particle (2012)
  • 著者名/発表者名: Hansman, G. S., Taylor, D. W., McLellan,J. S., Smith, T. J., Georgiev, I., Tame, J. R. H., Park, S. Y., Yamazaki, M., Gondaira, F., Miki, M., Katayama, K., Murata, K. & Kwong, P. D
  • 雑誌名: J Virol 巻: 86 ページ: 3635-46
• [雑誌論文] Influence of structural symmetry on protein dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, Y., Koike, R., Ota, M., Tame, J. R. H. & Kidera, A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7
• [雑誌論文] Structures of haemoglobin from woolly mammoth in liganded and unliganded states (2012)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, H., Campbell, K. L., Ho, C., Unzai, S., Park, S. Y. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 68 ページ: 1441-9
• [雑誌論文] Crystal structures of penicillin-binding protein 3 (PBP3) from methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the apo and cefotaxime-bound forms (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kawai, F., Obayashi, E., Akashi, S., Roper, D. I., Tame, J. R. H. & Park, S. Y.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 423 ページ: 351-64
• [雑誌論文] Crystal structures of penicillin-binding protein 3 (PBP3) from methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the apo and cefotaxime-bound forms (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida H, Kawai F, Obayashi E, Akashi S, Roper DI, Tame JR, Park SY
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 423 号: 3 ページ: 351-364
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of haemoglobin from woolly mammoth in liganded and unliganded states. (2012)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, H., Campbell, K. L., Ho, C., Unzai, S., Park, S. Y. & Tame, J. R. H.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 412 号: 11 ページ: 551-2
  • DOI: 10.1107/s0907444912029459
  • 査読あり
• [雑誌論文] PLoS One (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, Y., Koike, R., Ota, M., Tame, J. R. H. & Kidera, A.
  • 雑誌名: Influence of structural symmetry on protein dynamics. 巻: 7 号: 11 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0050011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Broad Detection of Genogroup II Noroviruses by a Monoclonal Antibody That Binds to a Site Occluded in the Viral Particle (2012)
  • 著者名/発表者名: Hansman, G.S., Taylor, D.W., McLellan, J.S., Smith, T.J., Georgiev, I., Tame, J.R., Park, S.Y., Yamazaki, M., Gondaira, F., Miki, M., Katayama, K., Murata, K., Kwong, P.D.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 86(7) 号: 7 ページ: 3635-3646
  • DOI: 10.1128/jvi.06868-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of unliganded TRAP:implications for dynamic allostery (2011)
  • 著者名/発表者名: Malay, A. D., Watanabe, M., Heddle, J. G. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: Biochem J 巻: 434 ページ: 427-34
• [雑誌論文] Autotransporter protein secretion (2011)
  • 著者名/発表者名: Tame, J. R. H
  • 雑誌名: BioMol Concepts 巻: 2 ページ: 525-536
• [雑誌論文] 4000 holes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tame, J. R. H
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 412 ページ: 551-2
• [雑誌論文] 4000 holes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tame, J.R.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 412(4) 号: 4 ページ: 551-2
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.07.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of unliganded TRAP : implications for dynamic allostery (2011)
  • 著者名/発表者名: Malay, A.D., Watanabe, M., Heddle, J.G., Tame, J.R.
  • 雑誌名: Biochem J 巻: 434(3) 号: 3 ページ: 427-34
  • DOI: 10.1042/bj20101813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substitutions in woolly mammoth hemoglobin confer biochemical properties adaptive for cold tolerance (2010)
  • 著者名/発表者名: Campbell, K. L., Roberts, J. E., Watson, L. N., Stetefeld, J., Sloan, A. M., Signore, A. V., Howatt, J. W., Tame, J. R. H.,Rohland, N., Shen, T. J., Austin, J. J., Hofreiter, M., Ho, C., Weber, R. E. & Cooper, A
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 42 ページ: 536-40
• [雑誌論文] Autotransporter passenger proteins: virulence factors with common structural themes (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, K., Tajima, N., Yoon, Y. H., Park, S. Y. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: J Mol Med 巻: 88 ページ: 451-8
• [雑誌論文] Role of domains within the autotransporter Hbp/Tsh (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, K., Yoon, Y. H., Kurihara, A., Unzai, S., Luirink, J., Park, S. Y. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 66 ページ: 1295-300
• [雑誌論文] Order and disorder in the domain organization of the plasmid partition protein KorB (2010)
  • 著者名/発表者名: Rajasekar, K., Muntaha, S. T., Tame, J. R. H., Kommareddy, S., Morris, G., Wharton, C. W., Thomas, C. M., White, S. A., Hyde, E. I. & Scott, D. J
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 15440-9
• [雑誌論文] A conserved aromatic residue in the autochaperone domain of the autotransporter Hbp is critical for initiation of outer membrane translocation (2010)
  • 著者名/発表者名: Soprova, Z., Sauri, A., van Ulsen, P., Tame, J. R. H., den Blaauwen, T., Jong, W. S. & Luirink, J.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 38224-33
• [雑誌論文] A novel intein-like autoproteolytic mechanism in autotransporter proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Tajima, N., Kawai, F., Park, S. Y. & Tame, J. R. H
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 402 ページ: 645-56
• [雑誌論文] A Novel Intein-Like Autoproteolytic Mechanism in Autotransporter Proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tajima N, Kawai F, Park SY, Tame JR.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 402 ページ: 645-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structures of Penicillin-Binding Proteins 4 and 5 from Haemophilus influenzae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai F, Clarke TB, Roper DI, Han GJ, Hwang KY, Unzai S, Obayashi E, Park SY, Tame JR.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 396 ページ: 634-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of domains within the autotransporter Hbp/Tsh. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Yoon YH, Kurihara A, Unzai S, Luirink J, Park SY, Tame JR.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 66 ページ: 1295-300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autotransporter passenger proteins : virulence factors with commonstructural themes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Tajima N, Yoon YH, Park SY, Tame JR.
  • 雑誌名: J Mol Med 巻: 88 ページ: 451-8
• [学会発表] Scoring functions (2012)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: CUP meeting
  • 発表場所: Santa Fe
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Beyond structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: XVII International Conference on "Oxygen Binding and Sensing Proteins"
  • 発表場所: Parma, イタリア
  • 招待講演
• [学会発表] Some Thoughts on Scoring Functions (2012)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: CUP XIII
  • 発表場所: Santa Fe, New Mexico
• [学会発表] Drug design (2011)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: J-CUP II
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] Structural studies of influenza RNA polymerase (2010)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: 構造エピゲノム研究会 第2回ワークショップ
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Animal hemoglobins (2010)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: Allosteric cooperativity. Bari University
  • 発表場所: Bari, Italy
  • 年月日: 2010-06-01
• [学会発表] Influenza RNA polymerase (2010)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: RNA Society Meeting
  • 発表場所: Nottingham University, England
  • 年月日: 2010-04-15
• [学会発表] Structural insight into the essential subunit contacts of the in fluenza virus RNA polymerase (2010)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: The 2010 RNA polymerase workshop
  • 発表場所: England, Leicestershire(招待講演)
• [学会発表] New structures and old evolutionary tricks of hemoglobink (2010)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: Workshop on Allosteric cooperativity in soluble, membrane bound hemoproteins and related membrane systems
  • 発表場所: Bari, Italia(招待講演)
• [学会発表] インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼサブユニットPB1-2間相互作用の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山佳奈子、尾林栄治、川口敦史、鈴木由佳理、テイムジェレミー、永田恭介、朴三用
  • 学会等名: 第10回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Fifty years of globins (2009)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: European Crystallography Meeting
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2009-08-21
• [学会発表] Thermodynamics and ligand binding (2009)
  • 著者名/発表者名: Jeremy Tame
  • 学会等名: Computer-aided drug design
  • 発表場所: Tilton, NH, USA.
  • 年月日: 2009-06-24
• [備考]
  • URL: http://www-mls.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/pdl/index.html