複合体結晶構造解析による細菌のＤｉｖｉｓｏｍｅ形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24770088
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 松井 崇 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 助教 (30463582)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: FtsZ / FtsA / 細菌の細胞分裂 / Divisome / 構造解析 / X線結晶構造解析 / 真正細菌 / 細胞分裂 / 真性細菌 / タンパク質複合体

研究成果の概要

本研究では細菌のDivisome形成機構を解明するため、始めに原線維を形成するFtsZの構造を解析した。その結果、新規プロトマー構造を決定し、既知および新規プロトマー構造間が互いに構造遷移し、脱重合阻害物質が新規構造でのみ形成されるcleftに結合することを解明した。
さらに、FtsZとFtsAの複合体構造を解析するため、FtsAの機能を解析した。FtsAは結晶構造からATPaseを持つことが示唆され、FtsZの重合の有無に関わらずFtsAとFtsA:FtsZ= 1:2分子で結合するが、FtsZ存在下でもATPaseは観測されず、ATPaseとFtsZの結合・重合の相関は見られなかった。

研究成果

• [雑誌論文] A peptide ligase and the ribosome cooperate to synthesize the peptide pheganomycin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noike, M., Matsui, T., Ooya, K., Sasaki, I., Ohtaki, S., Hamano, Y., Maruyama, C., Ishikawa, J., Satoh, Y., Ito, H., Morita, H. and Dairi T.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 11 号: 1 ページ: 71-76
  • DOI: 10.1038/nchembio.1697
  • NAID: 120005619608
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for the formation of acylalkylpyrones from two β-ketoacyl units by the fungal type III polyketide synthase CsyB (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori, T., Yang, D., Matsui, T, Hashimoto, M., Morita, H., Fujii, I., Abe, I.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 8 ページ: 5214-5225
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.626416
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression, purification, and crystallization of a fungal type III polyketide synthase that produces the csypyrones (2014)
  • 著者名/発表者名: Yang, D., Mori, T., Matsui, T., Hashimoto, M., Morita, H., Fujii, I., Abe, I.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr., Sect. F: Struct. Biol. Cryst. Commun. 巻: 70 号: 6 ページ: 730-733
  • DOI: 10.1107/s2053230x14008516
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Change in FtsZ Induced by Intermolecular Interactions between Bound GTP and the T7 loop (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsui T., Han X., Yu J., Yao M., Tanaka I.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 6 ページ: 3501-3509
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.514901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural reorganization of the bacterial cell division protein FtsZ from Staphylococcus aureus (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui T, Yamane J, Mogi N, Yamaguchi H, Takemoto H, Yao M, Tanaka I.
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: D68 号: 9 ページ: 1175-1188
  • DOI: 10.1107/s0907444912022640
  • NAID: 120004756331
  • 査読あり
• [学会発表] 抗菌剤の新規標的分子FtsZに対する天然薬用資源からの阻害活性分子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井 崇
  • 学会等名: 富山大学和漢医薬学総合研究所・長崎大学熱帯医学研究所 第4回交流セミナー
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] Staphylococcus aureus FtsZの結晶構造解析からわかったFtsZの動的構造変化と重合機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井崇、山根潤二、茂木伸幸、山口寛人、武本武、姚閔、田中勲
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Structural reorganization of S. aureus FtsZ: insights into the polymerization mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Xuerong Han, Takashi Matsui, Nobuyuki Mogi, Junji Yamane, Hiroto Yamaguchi, Min Yao and Isao Tanaka
  • 学会等名: The 10th International Symposium for Future Drug Discovery and Medical Care
  • 発表場所: Hokkaido University
• [学会発表] Structure analysis of bacterial cell division protein FtsZ for drug discovery
  • 著者名/発表者名: Matsui T.
  • 学会等名: Scientific workshop for Natural Products Chemistry
  • 発表場所: Hue University of Medicine and Pharmacy, Vietnam
  • 招待講演
• [備考] プレスリリース
  • URL: http://www.hokudai.ac.jp/news/2014/03/ftsz-gtp-t7-ftsz-pdf.html