食中毒を引き起こす細菌毒素タンパク質の構造生物学的研究

• 研究課題/領域番号: 23570134
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 北所 健悟 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (60283587)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 構造生物学 / 食中毒 / 毒素タンパク質 / ウエルシュ菌 / 結晶化 / 感染症

研究概要

ウエルシュ菌は食中毒の原因菌で、腸管内でタンパク毒素であるウエルシュ菌エンテロトキシン（CPE）を産生する。CPEは腸管上皮細胞の細胞膜に傷害を起こして細胞を死に至らしめる毒性がある。
申請者は、CPEを結晶化し、X線結晶構造解析法により、その立体構造を決定した。CPE分子は細長い全体像を呈しており、D1～D3に相当する三つの機能ドメインから構成されてた。D1ドメインには、腸管上皮細胞膜にあるClaudinというに受容体に結合するドメインがあり、D２、D３ドメインには細胞膜に孔をあけると思われるβシート構造が存在し、これにより細胞膜に孔があけられるβポア形成メカニズムがあることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of Clostridium botulinum whole hemagglutinin reveals a huge triskelion-shaped molecular complex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Amatsu S, Sugawara Y, Matsumura T, Kitadokoro K, and Fujinaga Y
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 49 ページ: 35617-35625
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.521179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of mitochondria in living cells with a genetically encoded yellow fluorescent protein originating from a yellow-emitting luminous bacterium (2013)
  • 著者名/発表者名: Karatani H, Namikawa Y, Mori N, Nishikawa Y, Imai S, Ihara Y, Kinoshita A, Kitadokoro K, (他1名)
  • 雑誌名: Photochem i c al & Photobiological Sciences 巻: 12 ページ: 944-956
  • 査読あり
• [雑誌論文] 食中毒を引き起こすウェルシュ菌エンテロトキシンCPEの構造生物学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北所健悟, (他3名)
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 55 ページ: 223-229
  • NAID: 10031183720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of mitochondria in living cells with a genetically encoded yellow fluorescent protein originating from a yellow-emitting luminous bacterium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Karatani H, (他8 名、8 番目)
  • 雑誌名: Photochem Photobiol Sci. 巻: Epub ahead of print 号: 5 ページ: 944-956
  • DOI: 10.1039/c3pp25360k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of cutinase Est119 from Thermobifida alba AHK119 that can degrade modified polyethylene terephthalate at 1.7 Å resolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitadokoro K, (他6名)
  • 雑誌名: Polym.Degrad.Stab. 巻: 97 ページ: 771-775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of cutinase Est119 from Thermobifida alba AHK119 that can degrade modified polyethylene terephthalate at 1.7A resolution. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitadokoro K, (他 6 名、1 番目)
  • 雑誌名: Polym.Degrad.Stab., 巻: 97 号: 5 ページ: 771-775
  • DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Clostridium perfringens Enterotoxin Displays Features of {beta}-Pore-forming Toxins (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitadokoro K. (他10名)
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 19549-19555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic actions of Pasteurella multocida toxin detected by monoclonal antibodies recognizing the deamidatedαsubunit of the heterotrimeric GTPase Gq (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamitani S, Ao S, Toshima H, Tachibana T, Hashimoto M, Kitadokoro K. (他3名)
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 278 ページ: 2702-2712
  • 査読あり
• [雑誌論文] A histone-like protein of mycobacteria possesses ferritin superfamily protein-like activity and protects against DNA damage by Fenton reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: Takatsuka M, Osada-Oka M, Satoh EF, Kitadokoro K. (他10名)
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic studies on the HA3 subcomponent of type B botulinum neurotoxin complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Kitadokoro K. (他5名)
  • 雑誌名: Acta Cryst. F. 巻: 67 ページ: 1244-1246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Clostridiumperfringensenterotoxin displays features of β-pore-forming toxins (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitadokoro, K., Nishimura, K., Kamitani, S., Fukui-Miyazaki, A., Toshima, H., Abe, H., Kamata, Y., Sugita-Konishi, Y., Yamamoto, S., Karatani, H., and Horiguchi, Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 22 ページ: 19549-19555
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.228478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic studies on the HA3 subcomponent of type B botulinumneurotoxin complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Kitadokoro K, Takegahara Y, Sugawara Y, Matsumura T, Karatani H, Fujinaga Y
  • 雑誌名: ActaCryst.F 巻: 67 号: 10 ページ: 1244-1246
  • DOI: 10.1107/s1744309111027412
  • 査読あり
• [雑誌論文] A histone-like protein of mycobacteria possesses ferritin superfamily protein-like activity and protects against DNA damage by Fenton reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: Takatsuka M, Osada-Oka M, Satoh EF, Kitadokoro K, Nishiuchi Y, Niki M, et al
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 号: 6 ページ: e20985-e20985
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0020985
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic actions of Pasteurella multocida toxin detected by monoclonal antibody recognizing the deamidated alpha subunit of the heterotrimeric GTPase Gq (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamitani, S., Ao, S., Toshima, H., Tachibana, T., Hashimoto, M., Kitadokoro, K., Fukui-Miyazaki, A., Abe, H., and Horiguchi, Y.
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 号: 15 ページ: 2702-2712
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2011.08197.x
  • 査読あり
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 藤永由佳子, 北所健悟.
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 藤永由佳子, 北所健悟.
  • 学会等名: 第66回日本細菌学会関西支部
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] A型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 藤永由佳子, 北所健悟.
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] Clostridium perfringens enterotoxin不活性型変異体D48AのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜谷俊平, 神谷重樹, 高橋梓, 堀口安彦, 北所健悟
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] A型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔,菅原庸,松村拓大,藤永由佳子,北所健悟
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔,菅原庸,松村拓大,藤永由佳子,北所健悟
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Clostridium perfringens enterotoxin 不活性型変異体 D48A のX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜谷 俊平, 神谷 重樹, 高橋 梓, 堀口 安彦, 北所 健悟
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 柄谷肇, 藤永由佳子, 北所健悟
  • 学会等名: 第59回毒素シンポジウム
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 柄谷肇, 藤永由佳子, 北所健悟
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 柄谷肇, 藤永由佳子, 北所健悟
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 日本蛋白質科学会
• [学会発表] B型ボツリヌス菌由来ヘマグルチニンのX線結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿松翔, 菅原庸, 松村拓大, 柄谷肇, 藤永由佳子, 北所健悟
  • 学会等名: 第59回 毒素シンポジウム
  • 発表場所: 北海道・帯広・とかちプラザ
• [学会発表] ウェルシュ菌の産生する食中毒病原因子CPEの構造および機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村昂亮, 神谷重樹, 福井理, 戸嶋ひろ野, 安倍裕順, 鎌田洋一, 小西良子, 山本茂貴, 柄谷肇, 堀口安彦, 北所健悟
  • 学会等名: 日本結晶学会・平成23年度年会および総会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] ウェルシュ菌の産生する食中毒病原因子CPEの構造および機能解析
  • 著者名/発表者名: 西村昂亮・神谷重樹・福井理・戸嶋ひろ野・安倍裕順・鎌田洋一・小西良子・山本茂貴・柄谷肇・堀口安彦・北所健悟
  • 学会等名: 日本結晶学会・平成２３年度 年会および総会
  • 発表場所: 北海道大学
• [備考] 「食中毒原因菌、タンパク質の構造解明 京都工繊大准教授ら」2011年4月19日 京 都新聞25面
  • URL: http://www.kyoto-np.co.jp/education/article/20110419000021
• [備考] 「毒素の一部の立体構造解明」2013年11月13日 京都新聞25面
• [備考] 「京都工芸繊維大・阪大、ボツリヌス菌発 生関与たんぱく質の3D構造解明」2013年11月14日 日刊工業新聞19面
  • URL: http://www.nikkan.co.jp/news/nkx1020131114eaag.html
• [備考] 京都工芸繊維大・阪大、ボツリヌス菌発生関与たんぱく質の３Ｄ構造解明
  • URL: http://www.nikkan.co.jp/news/nkx1020131114eaag.html