Claudinの担う密着結合メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 25840028
• 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: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 篠田 雄大 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 研究員 (10597868)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 密着結合 / 大腸菌無細胞タンパク質合成技術 / 膜タンパク質 / X線結晶構造解析 / モノクローナル抗体 / 立体構造解析 / キメラタンパク質 / 単分散性

研究成果の概要

本研究課題において、腸粘膜上皮間密着結合ストランドの構成分子であるヒトクローディン-4とウェルシュ菌毒素Clostridium perfringens enterotoxinのC末端ドメイン（C-CPE）との複合体の立体構造を、X線結晶構造解析により3.5 オングストローム分解能で決定した。本複合体構造からヒトクローディン-4とC-CPE間の詳細な相互作用様式を解明し、さらに、C-CPE結合により惹起されるヒトクローディン-4の立体構造変化と、この構造変化に伴った密着結合ストランド崩壊の詳細なメカニズムを、既知であるマウスクローディン-15単体の立体構造との比較から明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for disruption of claudin assembly in tight junctions by enterotoxin. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinoda, T., Shinya, N., Ito, K., Ohsawa, N., Terada, T., Hirata, K., Kawano, Y., Yamamoto, M., Kimura-Someya, T., Yokoyama, S., Shirouzu, M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep33632
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A systematic cell-free methodology to produce mammalian membrane proteins for crystallography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinoda T, Shinya N, Ito K, Ishizuka-Katsura Y, Ohsawa N, Terada T, Hirata K, Kawano Y, Yamamoto M, Tomita T, Ishibashi Y, Hirabayashi Y, Tomomi Kimura-Someya T, Shirouzu M, Yokoyama S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 30442-30442
  • DOI: 10.1038/srep30442
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 密着結合タンパク質ヒトクローディン-4とウェルシュ菌毒素との結合様式の構造基盤およびヒトクローディン-5結合型C-CPE変異体の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠田雄大, 新屋直子, 伊東夏織, 大沢登, 寺田貴帆, 木村（染谷）友美, 横山茂之, 白水美香子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、兵庫県
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Preparation and Crystal Structure Determination of Eukaryotic Membrane Proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tanabe, T. Shinoda, S. Yokoyama, 他
  • 学会等名: International Conference on Structural Genomics
  • 発表場所: Weizmann institute of science, Israel
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] 無細胞タンパク質合成技術を利用した結晶構造解析用ヒト膜タンパク質生産の体系的手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠田雄大, 新屋直子, 伊東夏織, 桂（石塚）芳子, 大沢登, 寺田貴帆, 平田邦生, 河野能顕, 山本雅貴, 富田泰輔, 石橋洋平, 平林義雄, 染谷友美, 白水美香子, 横山茂之
  • 学会等名: 日本結晶学会平成26年度年会
  • 発表場所: 東京大学農学部
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] ウェルシュ菌内毒素Clostridium perfringens enterotoxinによる、密着結合内クローディンアッセンブリーの破壊機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠田雄大, 新屋直子, 伊東夏織, 大沢登, 寺田貴帆, 平田邦生, 河野能顕, 山本雅貴, 木村（染谷）友美, 横山茂之, 白水美香子
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-17
• [備考] ウェルシュ菌毒素により引き起こされる密着結合破壊メカニズムの解明
  • URL: http://www.clst.riken.jp/ja/topics/research/161006news/
• [備考] 細胞を使わない膜タンパク質の合成技術 －ヒトの膜タンパク質などを標的とした新薬の創出が加速－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160801_1/
• [産業財産権] 膜タンパク質の製造方法およびその利用 (2016)
  • 発明者名: 横山茂之、篠田雄大、伊東夏織、白水美香子、染谷友美、その他5名
  • 権利者名: 理化学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-07-29
  • 外国