細菌リポ蛋白質の選別・輸送・膜組み込みの分子機構

• 研究課題/領域番号: 22380049
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 盛岡大学
• 研究代表者: 徳田 元 盛岡大学, 栄養学部, 教授 (40125943)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: Lolシステム / リポ蛋白質 / 膜局在化 / ペリプラズム / 分子シャペロン / 細胞表層構造 / ABCトランスポーター / 阻害剤 / エンベロープストレス / Lo1システム / 膜局在 / 光化学架橋

研究成果の概要

細菌表層構造の形成には、リポ蛋白質を正しく外膜に局在化することが必須である。細菌リポ蛋白質を内膜から外膜に選別して輸送するLolシステムについて、以下を明らかにした。（１）膜蛋白質LolCとLolEの機能の解明。（２）内膜LolCDE複合体、ペリプラズムLolA、外膜LolBが関与するリポ蛋白質選別輸送機構の詳細の解明。（３）リポ蛋白質輸送の欠陥が、ストレス応答系を発動することの発見。（４）膜へのターゲッティングに重要なLolBの部分構造の解明。（５）LolCとLolEを標的とする薬剤の開発。

研究成果

• [雑誌論文] Small molecule inhibitors of Gram-negative lipoprotein trafficking discovered by phenotypic screening. (2015)
  • 著者名/発表者名: McLeod, S. M., Fleming, P. R., MacCormack, K., McLaughlin, R. E., Whiteaker, J. D., Narita, S., Mori, M., Tokuda, H., and Miller, A. A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: 197 号: 6 ページ: 1075-1082
  • DOI: 10.1128/jb.02352-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brown, D. G., and McLeod, S. M. Novel antibacterial targets and compounds revealed by a high throughput cell wall reporter assay. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nayar, A. S., Dougherty, T. J., Ferguson, K. E., Granger, B. A., McWilliams, L., Stacey, C., Leach, L. J., Narita, S., Tokuda, H., Miller, A. A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: 197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the protruding loop of factor B essential for the localization of lipoproteins (LolB) in the anchoring of bacterial triacylated proteins to the outer membrane. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Y., Tsurumizu, R., Tsukahara, J., Takeda, K., Narita, S., Mori, M., Miki, K., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 15 ページ: 10530-10539
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.539270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional differentiation of structurally similar membrane subunits of the ABC transporter LolCDE complex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizutani, M., Mukaiyama, K., Xiao, J., Mori, M., Satou, R., Narita, S., Okuda, S., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 587 号: 1 ページ: 23-29
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycolipozyme MPIase is essential for topology inversion of SecG during preprotein translocation (2012)
  • 著者名/発表者名: Moser, M., Nagamori, S., Huber, M., Tokuda, H., Nishiyama, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: (in press) 号: 24 ページ: 9734-9739
  • DOI: 10.1073/pnas.1303160110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defective lipoprotein sorting induces lolA expression through the Rcs stress response phosphorelay system. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tao, K., Narita, S., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 巻: (in press) 号: 14 ページ: 3643-3650
  • DOI: 10.1128/jb.00553-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPIase is a glycolipozyme essential for membrane protein integration (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K., Maeda,M., Yanagisawa,K., Nagase, R., Komura, H., Iwashita, T., Yamagaki, T., Kusumoto, S., Tokuda, H., Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 3 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/ncomms2267
  • NAID: 120007179832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple SecA molecules drive protein translocation across a single translocon with SecG inversion (2012)
  • 著者名/発表者名: Morita, K., Tokuda, H. and Nishiyama, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287巻 号: 1 ページ: 455-464
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.301754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipoprotein Sorting in Bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuda, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: Annu.Rev.Microbiol. 巻: 65 ページ: 239-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of LolCDE allows deletion of the Escherichia coli gene encoding apolipoprotein N-acyltransferase (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 193 ページ: 4832-4840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogenesis and membrane targeting of lipoproteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Narita, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: Escherichia coli and Salmonella ; cellular and molecular biology 巻: Chapter4.3.7(online journal)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel mutations of the LolCDE complex causing outer membrane localization of lipoproteins despite their inner membrane retention signals (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, C, Satou, R., Tokuda, H., Narita, S.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 401 ページ: 586-591
  • 査読あり
• [雑誌論文] A periplasmic LolA derivative with a lethal disulfide bond activates the Cpx stress response system (2010)
  • 著者名/発表者名: Tao, K., Watanabe, S., Narita, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 192 ページ: 5657-5662
  • 査読あり
• [学会発表] 生育条件の変化に応答したLpp-ペプチドグリカントランスペプチダーゼ遺伝子の発現調節 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木将、福本玲、徳田元、松山伸一
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 多彩な機能を有するリポ蛋白質の膜局在化を触媒するLol経路
  • 著者名/発表者名: 徳田 元
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌外膜リポ蛋白質輸送不全によるRcsリン酸リレー系に依存したlolA転写活性化の機構
  • 著者名/発表者名: 垰 和之、徳田 元
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東北大学
• [図書] Bacterial Membranes: Structural and Molecular Biology (2014)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, H., Sander, P., Lee, B. L., Okuda, S., Grau, T., Tschumi, A., Brülle, J. K., Kurokawa, K., and Nakayama, H.
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Caiser Academic Press
• [図書] Bacterial Lipoproteins ; Biogenesis, Trafficking and Function (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokuda, H., 他8名
  • 出版者: Horizon Scientific Press(in press)
• [図書] Methods in Molecular Biology ; Protein Secretion (2010)
  • 著者名/発表者名: Narita, S., Tokuda, H.
  • 出版者: Sorting of bacterial lipoproteins to the outer membrane by the Lol system
• [備考] 栄養科学部栄養科学科徳田研究室
  • URL: http://www.morioka-u.ac.jp/UV_ns/tokuda_lab/study.html
• [備考] 徳田研究室ホームページ
  • URL: http://www.morioka-u.ac.jp/UV_ns/tokuda_lab/
• [備考]
  • URL: http://www.morioka-u.ac.jp/UV_ns/tokuda_lab/
• [備考]
  • URL: http://www.morioka-u.ac.jp/UV_ns/tokuda_lab/