腸管上皮細胞に存在するボツリヌス毒素受容体タンパク質の同定

• 研究課題/領域番号: 22590405
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 渡部 俊弘 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (80175695)
• 連携研究者: 大山 徹 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (60318178) ; 丹羽 光一 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (20301012)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 細菌学(含真菌学) / ボツリヌス毒素複合体 / 小腸上皮細胞 / ボツリヌス食中毒 / 受容体 / 糖鎖 / シアル酸

研究概要

ボツリヌス毒素複合体(TC)は、神経毒素と NTNHA、HA-70、HA-33および HA-17 から構成される。TC は小腸上皮から血管内へと侵入する。本研究では、TC 中のHA-33 の構造の違いに従って結合する糖鎖が異なること、NTNHA が小腸上皮細胞からの透過に関わることを見出した。さらに、HA-33 およびNTNHA と結合する小腸上皮細胞膜上タンパク質を分離することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Random phage display based screening of peptides that bind to botulinum neurotoxin binding protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sagane Y, Miyata K, Kurihara S, Yoneyama T, Inui K, Miyashita S, Hayashi S, Suzuki T, Niwa K,
  • 雑誌名: Current Microbiology 巻: (Online) 号: 2 ページ: 188-192
  • DOI: 10.1007/s00284-013-0355-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-angle X-ray scattering reveals structural dynamics of the botulinum neurotoxin associating protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sagane Y, Miyashita S, Miyata K, Matsumoto T, Inui K, Hayashi S, Suzuki T, Hasegawa K, Yajima S, Yamano A, Niwa K, Watanabe T.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 425 号: 2 ページ: 256-260
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and characterization of nontoxic protein complex from serotype D 4947 botulinum toxin complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyata K, Sagane Y, Inui K, Miyashita S, Suzuki T, Oguma K, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T.
  • 雑誌名: Protein Journal 巻: 31 号: 5 ページ: 387-392
  • DOI: 10.1007/s10930-012-9413-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Clostridium botulinum type D nontoxic nonhaemagglutinin (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyata, K., Inui, K., Miyashita, S., Sagane, Y., Hasegawa, K., Matsumoto, T., Yamano, A., Niwa, K., Watanabe, T., Ohyama, T.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: 68 号: 2 ページ: 227-230
  • DOI: 10.1107/s174430911105603x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toxic and nontoxic components of botulinum neurotoxin complex are evolved from a common ancestral zinc protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Inui, K., Sagane, Y., Miyata, K., Miyashita, S., Suzuki, T., Sikamori, Y., Ohyama, T., Niwa, K., Watanabe, T.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 419 号: 3 ページ: 500-504
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.02.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of sugar recognition by the toxin complex produced by Clostridium botulinum serotype C variant strain Yoichi (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, T., Miyata, K., Inui, K., Ito, H., Horiuchi, R., Suzuki, T., Yoneyama, T., Oguma, K., Niwa, K., Watanabe, T., Ohyama, T.
  • 雑誌名: FEMS Immunology Medicul Microbiology 巻: 63 号: 1 ページ: 35-43
  • DOI: 10.1111/j.1574-695x.2011.00825.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] HA-33 facilitates transport of the serotype D botulinum toxin across a rat intestinal epithelial cell monolayer (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, H., Sagane, Y., Miyata, K., Inui, K., Matsuo, T., Horiuchi, R., Ikeda, T., Suzuki, T., Hasegawa, K., Kouguchi, K., Oguma, K., Niwa, K., Ohyama, T., Watanabe T.
  • 雑誌名: FEMS Immunology Medicul Microbiology 巻: 61 号: 3 ページ: 323-331
  • DOI: 10.1111/j.1574-695x.2011.00779.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of sialic acid in transport of serotype C1 botulinum toxins through rat intestinal epithelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Inui
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 72 ページ: 1251-1255
  • 査読あり
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎,相根義昌,犬井健,栗原小百合,鈴木智典,丹羽光一,渡部俊弘
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質非毒非血球凝集素の構造ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 相根義昌
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] Kinetics of interaction between components of botulinum toxin complex by quartz crystal microbalance (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane
  • 学会等名: 第85回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Is botulinum nontoxic-nonhemagglutinin component metalloprotease? (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Inui
  • 学会等名: 第85回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質-非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞層への結合および透過機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎,相根義昌,犬井健,栗原小百合,狩野聡史,林慎太郎,川根武紘,鈴木智典,丹羽光一,渡部 俊弘
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Transport of the botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin, across the intestinal epithelial cell layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, S. -I., Sagane, Y., Miyata, K., Inui, K., Kurihara, S., Kano, S., Hayashi, S., Kawane, T., Suzuki, T., Niwa, K., and Watanabe, T
  • 学会等名: 22nd IUBMB and 37th FEBS
  • 発表場所: Seville, Spain
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎,相根義昌,宮田恵多,犬井健,栗原小百合,狩野聡史,林慎太郎,川根武紘,鈴木智典,丹羽光一,渡部俊弘
  • 学会等名: 第79回日本細菌学会北海道支部会学術総会
  • 発表場所: 帯広
• [学会発表] ボツリヌス毒素の体内侵入に寄与するHA-33/HA-17複合体の構造ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 犬井健
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質-非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞層への結合および透過機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] ボツリヌス毒素複合体の形成機構は構成分子間の相互作用の強弱によって制御されるのか？ (2012)
  • 著者名/発表者名: 林慎太郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] X線小角散乱により解明されたボツリヌス神経毒素結合タンパク質nontoxic nonhemagglutininの構造ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 相根義昌
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] ボツリヌスD型菌1873株の産生する毒素複合体の糖認識特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川根武紘
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] D型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞層透過に関与する細胞内分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 狩野聡史
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] T7ファージディスプレイ法によるボツリヌス神経毒素複合体構成タンパク質、非毒非血球凝集素への結合ペプチドの同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原小百合
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] Structural dynamics of hemagglutinin complex in botulinum serotype D toxin complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Inui
  • 学会等名: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • 発表場所: Sevilla (Spain)
• [学会発表] Small-angle X-ray scattering revealed a structural dynamics of botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane
  • 学会等名: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • 発表場所: Sevilla (Spain)
• [学会発表] Transport of the botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin, across the intestinal epithelial cell layer. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Miyashita
  • 学会等名: Congress 22nd IUBMB & 37th FEBS
  • 発表場所: Sevilla (Spain)
• [学会発表] Clostridium botulinum の産生する神経毒素複合体の小腸上皮細胞結合に関与するHA-33/HA-17の溶液構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 犬井健
  • 学会等名: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • 発表場所: とかちプラザ（帯広）
• [学会発表] Clostridium botulinumが産生する神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の結晶および溶液構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 相根義昌
  • 学会等名: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • 発表場所: とかちプラザ（帯広）
• [学会発表] ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の小腸上皮細胞への結合および透過 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎
  • 学会等名: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • 発表場所: とかちプラザ（帯広）
• [学会発表] ボツリヌスD型毒素複合体の溶液構造および各構成成分間の相互作用解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林慎太郎
  • 学会等名: 第79回日本細菌学会北海道支部学術総会
  • 発表場所: とかちプラザ（帯広）
• [学会発表] D型ボツリヌス毒素複合体構成成分間の相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林慎太郎
  • 学会等名: 第5回QCM研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] ボツリヌス毒素複合体形成におけるボツリヌス神経毒素および非毒非血球凝集素間の相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田恵多
  • 学会等名: 第5回QCM研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] Structure determination of toxin complex from Clostridium botulinum serotype D (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Hasegawa
  • 学会等名: XXII Congress and General Assembly International Union of Crystallography
  • 発表場所: マドリード・スペイン
• [学会発表] C型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞からの侵入機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 犬井健
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] C型およびD型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞の透過におけるシアル酸の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丹羽光一
  • 学会等名: 第150回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 帯広畜産大学(帯広)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Clostridium botulinumの産生するC型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞透過機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 犬井健
  • 学会等名: 第78回日本細菌学会北海道支部総会
  • 発表場所: 酪農学園大学(江別)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] C 型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞からの侵入機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 犬井 健,宮田恵多,伊藤博章,松尾 5,堀内亮太,吉田悠真,宮下慎一郎,村松将司,渡部俊弘,大山 徹,丹羽光一
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会代 83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] C 型およびD 型ボツリヌス毒素の小腸上皮細胞の透過におけるシアル酸の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丹羽光一,伊藤博章,犬井 健,宮田恵多,松尾智仁,堀内亮太,宮下慎一郎,吉田悠真,村松将司,渡部俊弘,大山 徹
  • 学会等名: 第150回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 帯広
• [図書] Structure and function of food engineering. Ayman Amer Eissa (2012)
  • 著者名/発表者名: Sagane, Y., Inui, K., Miyashita, S. -I., Miyata, K., Suzuki, T., Niwa, K., and Watanabe, T
  • 出版者: Botulinum toxin complex: a delivery vehicle of botulinum neurotoxin traveling digestive tract
• [備考] 東京農業大学食品香粧学科生物化学研究室
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [備考] Facebook生物化学研究室ページ
  • URL: https://www.facebook.com/seikaken
• [備考]
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [備考]
  • URL: http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
• [産業財産権] http://www.bioindustry.nodai.ac.jp/~seika/
  • 発明者名: 生物化学研究室ホームページ