病原性細菌特異的ファージの宿主認識と収縮性ファージ尾繊維構成蛋白質の構造生物学

• 研究課題/領域番号: 25440066
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 金丸 周司 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (50376951)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: バクテリオファージ / ウイルス / 構造蛋白質 / 繊維状蛋白質 / X線結晶構造解析 / 宿主認識 / ウイルス蛋白質 / 構造解析 / 結晶構造解析 / ファージ / 蛋白質複合体 / 尾繊維 / 大腸菌 / 分子内シャペロン

研究成果の概要

T4ファージの近位尾繊維蛋白質gp34のＣ末端564残基を可溶性３量体として発現し精製・結晶化を行った。結晶構造解析により、gp34のＣ末端744-1289の立体構造を決定した。その構造は、全長18nmの繊維状であった。細部は、３本鎖β-へリックスやβ-プリズム構造などを含めファージ尾部蛋白質共通のドメイン構造であり、ファージの尾部構造蛋白質の進化はパーツとなるドメインの組み合わせにより、感染に必要な機能を獲得していることが示唆された。
PP01ファージのレセプター結合蛋白質gp38に関しては、gp37のＣ末端と共発現することで、可溶性のgp37C-gp38複合体として精製することに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Centro Nacional de Biotecnologia - CSIC(スペイン)
• [雑誌論文] Molecular assembly and structure of the bacteriophage T4 tail. (2016)
  • 著者名/発表者名: Arisaka F, Yap ML, Kanamaru S, Rossmann MG
  • 雑誌名: Biophys Rev. 巻: 8 号: 4 ページ: 385-396
  • DOI: 10.1007/s12551-016-0230-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NADH oxidase and alkyl hydroperoxide reductase subunit C (peroxiredoxin) from Amphibacillus xylanus form an oligomeric assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Arai, Shinya Kimata, Daichi Mochizuki, Keita Hara, Tamotsu Zako, Masafumi Odaka, Masafumi Yohda, Fumio Arisaka, Shuji Kanamaru, Takashi Matsumoto, Shunsuke Yajima, Junichi Sato, Shinji Kawasaki, Youichi Niimura
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 5 号: 1 ページ: 124-131
  • DOI: 10.1016/j.fob.2015.01.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystallization of the carboxy-terminal region of the bacteriophage T4 proximal long tail fibre protein gp34 (2014)
  • 著者名/発表者名: Granell, M., Namura, M., Alvira, S., Garcia-Doval, C., Singh, A. K., Gutsche, I., van Raaij, M. J. & Kanamaru, S.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun 巻: 70 号: 7 ページ: 970-975
  • DOI: 10.1107/s2053230x14010449
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intermolecular interactions and conformation of antibody dimers present in IgG1 biopharmaceuticals (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwura T, Fukuda J, Yamazaki K, Kanamaru S, Arisaka F.
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 155 号: 1 ページ: 63-71
  • DOI: 10.1093/jb/mvt095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and properties of the C-terminal β-helical domain of VgrG protein from Escherichia coli O157 (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Leiman PG, Arisaka F, Kanamaru S.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 155 号: 3 ページ: 173-182
  • DOI: 10.1093/jb/mvt109
  • NAID: 40020021439
  • 査読あり
• [雑誌論文] T.Matsuda、Acetophenone reductase with extreme stability against a high concentration of organic compounds or an elevated temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, Y.Nakata, C.Cao, Y.Sugiyama, Y.Asanuma, S.Kanamaru
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: (in press) 号: 24 ページ: 10413-10421
  • DOI: 10.1007/s00253-013-4801-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] The molecular architecture of the bacteriophage T4 neck (2013)
  • 著者名/発表者名: Fokine A, Zhang Z, Kanamaru S, Bowman VD, Aksyuk AA, Arisaka F, Rao VB, Rossmann MG.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 425(10) 号: 10 ページ: 1731-44
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.02.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Cex1p reveals the mechanism of tRNA trafficking between nucleus and cytoplasm (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nozawa, R. Ishitani, T. Yoshihisa, M. Sato, F. Arisaka, S. Kanamaru, N. Dohmae, D. Mangroo, B. Senger, H. D. Becker and O. Nureki
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 41 号: 6 ページ: 3901-3914
  • DOI: 10.1093/nar/gkt010
  • 査読あり
• [学会発表] T4ファージ近位尾繊維蛋白質(gp34)C末端, gp34C745-1289の結晶構造と尾繊維蛋白質複合体の発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司、名村実公賢、有坂文雄
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] Stoichiometry and maturation of tail fiber tip host recognition complex of T2 type phage (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuji Kanamaru
  • 学会等名: XXIV Phage-Virus Assembly meeting
  • 発表場所: Les Diablerets, Switzerland
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] Structure and function of receptor binding proteins of T4-type phages and T2-type phages (2014)
  • 著者名/発表者名: 金丸 周司, 籾山 貴大, 西條 要, 有坂 文雄
  • 学会等名: 第５２回生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] T偶数系ファージの尾繊維の構造と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金丸 周司，名村 実公賢，西條 要，内田 一也，有坂 文雄
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] T2類縁ファージの宿主認識蛋白質複合体の発現精製と性状解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金丸 周司、西條 要、有坂 文雄
  • 学会等名: 第１４回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] T4ファージgp34C末端側半分の結晶構造から得られたファージ尾繊維に共通の構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金丸 周司, 名村 実公賢, 有坂 文雄
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館 （京都）
• [学会発表] 病原性大腸菌O-157のタイプ6分泌系のVgrG1蛋白質のC末端断片のX線結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田 一也, 金丸 周司, Leiman Petr, 有坂 文雄
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館 （京都）
• [学会発表] Intermolecular interactions and conformation of antibody dimers present in IgG1 biopharmaceuticals (2013)
  • 著者名/発表者名: 井浦 貴文, 福田 潤, 山﨑 勝由, 金丸 周司, 有坂 文雄
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館 （京都）
• [学会発表] T4ファージ基盤終結蛋白質gp48のSlyD融合蛋白質発現系の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新司 雄也, 金丸周司, 有坂文雄
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （神奈川）
• [学会発表] The crystal structure and the stability of C-terminal fragment of gp34, proximal half of long tail fiber of bacteriophage T4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Meritxell Granell, Mikiyoshi Namura, Sara Alvira-de Celis, Carmela Garcia-Doval, Abhimanyu K. Singh, Mark J. van Raaij, Fumio Arisaka, Shuji Kanamaru
  • 学会等名: XXIII Biennial Conference on Phage/Virus Assembly
  • 発表場所: UCLA Lake Arrowhead Conference Center & Mountain Resort （米国）
• [学会発表] T4ファージホーリン・アンチホーリンの構造と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司, 伊藤悠太, 有坂文雄
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館 （鳥取）