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複合体構造解析による細菌毒素の標的結合タンパク質認識機構の解明

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 25121733
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都産業大学

研究代表者

津下 英明  京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (40299342)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード複合体構造解析 / サブチリシン様セリンプロテアーゼ / 外部シャペロン / フォールディング / C3 / ADPリボシル化 / Rho GTPase / 翻訳後修飾 / モノADPリボシル化 / SpvB / アクチン / RhoA / 結晶構造解析 / ホスト認識
研究実績の概要

グラム陰性の嫌気性桿菌のA. sobriaは敗血症を起こすことが知られており、原因因子としてサチラーゼ類似のプロテアーゼ(ASP)が知られている。サブチリシン様セリンプロテアーゼ(サチラーゼ)はそのN末端に、触媒ドメインのフォールディングに必須のプロペプチドを有す。しかし、A. sobria由来のサチラーゼ(ASP)はプロペプチドを持たず、代わりに、そのすぐ下流の遺伝子によってコードされるORF2がASPの適切なフォールディングに必須であると考えられてきた。我々は今回、ORF2によるASPのフォールディング機構を解明するために、ASP-ORF2複合体の結晶構造(1.4オングストローム)および、ORF2の溶液構造を明らかにした。ORF2の構造はN末、中央、C末の3種のドメインで構成されている。WTと点変異体のORF2のシャペロンとしての機能解析とITCを用いた結合解析を行い、N末とC末ドメインは共に、ASPの適切なフォールディングに不可欠であることを示した。また、ASPのフォールディングはペリプラズムで行われること、フォールディング後はASP-ORF2複合体の状態でペリプラズムに安定に存在すること、複合体の状態で細胞外へ輸送され、細胞外で解離すること、を明らかにした。ASP/ORF2のように、プロペプチドを持たないサチラーゼとその下流の遺伝子から成るオペロンはグラム陰性菌に幅広く見られ、サチラーゼの新たなファミリーを形成していた。
TypeIII ADPRT ボツリヌス菌やセレウス菌に存在するC3 exoenzymeはRhoA Asn41をADPリボシル化し、そのシグナル伝達を阻害する。しかしながら、C3-RhoA複合体の構造は明らかでなく、その認識機構はわからなかった。この複合体の初めての結晶が得られ、データ収集とその構造解析が進んでいる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reaction Mechanism of Mono-ADP-Ribosyltransferase Based on Structures of the Complex of Enzyme and Substrate Protein2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuge H, Tsurumura T.
    • 雑誌名

      Curr Top Microbiol Immunol

      巻: 384 ページ: 69-87

    • DOI

      10.1007/82_2014_415

    • ISBN
      9783319107707, 9783319107714
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural Basis for Action of the External Chaperone for a Propeptide-deficient Serine Protease from Aeromonas sobria2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Yoshida T, Miyakawa T, Tashiro M, Okamoto K, Yamanaka H, Tanokura M, Tsuge H.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of a surface mutant of the middle domain of PB2 from human influenza A (H1N1) virus2014

    • 著者名/発表者名
      Tsurumura T, Qiu H, Yoshida T, Tsumori Y, Tsuge H.
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr F Struct Biol Commun.

      巻: 70 号: 1 ページ: 72-75

    • DOI

      10.1107/s2053230x13032603

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational Polymorphism of m(7)GTP in Crystal Structure of the PB2 Middle Domain from Human Influenza A Virus2013

    • 著者名/発表者名
      Tsurumura T, Qiu H, Yoshida T, Tsumori Y, Hatakeyama D, Kuzuhara T, Tsuge H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8(11)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ADPリボシル化RhoAの立体構造に基づく阻害機構2014

    • 著者名/発表者名
      津下英明
    • 学会等名
      ビタミンB研究協議会
    • 発表場所
      大阪工業大学うめきたナレッジセンター
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細菌感染症因子とホストタンパク質複合体の構造生物学2014

    • 著者名/発表者名
      津下英明
    • 学会等名
      第7回共同利用・共同研究「酵素学研究拠点」シンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学疾患酵素学研究センター(徳島)
    • 年月日
      2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ADPリボシル化RhoAの構造とそのシグナル伝達への影響2014

    • 著者名/発表者名
      戸田暁之、江村晃太、吉田徹、津守耶良、鶴村俊治、津下英明
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ATPase,GTPaseを標的とした細菌毒素による翻訳後修飾の構造生物学2013

    • 著者名/発表者名
      津下英明
    • 学会等名
      日本女子大学「理学セミナー」
    • 発表場所
      日本女子大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分解能決定におけるCChalf とR 値の関係性の考察2013

    • 著者名/発表者名
      江村晃太・吉田徹・津下英明
    • 学会等名
      日本結晶学会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] インンフルエンザウィルスRNAポリメラーゼ CAP結合とその構造2013

    • 著者名/発表者名
      鶴村俊治、秋こう、吉田徹、津守耶良、津下英明
    • 学会等名
      ビタミンB研究協議会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Application of iota-toxin and actin complex crystal as the ADP-ribosylation reaction chamber2013

    • 著者名/発表者名
      T.Tsurumura and H.Tsuge
    • 学会等名
      International Symposium on Diffraction Structural Biology(ISDSB)
    • 発表場所
      吹上ホール(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Substrate Selectivity of Monoacylglycerol Lipase based on the Crystal Structure2013

    • 著者名/発表者名
      T.Tsurumura and H.Tsuge
    • 学会等名
      Structural Life Science 7th International Conference on Structural Genomics
    • 発表場所
      京王プラザホテル(札幌)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 京都産業大学 総合生命科学部 タンパク質構造生物学研究室

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~tsuge/tsugelab/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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