細菌の細胞分裂ダイナミクスの構造機能相関解析

• 研究領域: 生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
• 研究課題/領域番号: 26102526
• 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: 理工系
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 松村 浩由 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 細胞分裂 / 分裂メカニズム

研究実績の概要

FtsAの結合によるFtsZへの影響を活性測定（酵素カップリング法と化学的リン酸定量法）によって確認したところ、FtsAの結合によってFtsZの活性が上昇することがわかり、協調現象を初めてアッセイで示すことができた。さらに、蛍光エネルギー移動（FRET）を利用してタンパク質-タンパク質相互作用（PPI）を阻害する化合物の探索を行った。その結果、10種を超える化合物が得られたが、再現性が乏しかったため現在活性測定法などから検証している。さらに、黄色ブドウ球菌(MRSA)のFtsZのX線構造解析を行ったが、FtsZは同一結晶の中に、大きく構造が違う2種(構造A, B)で存在していることがわかった。結晶化条件は生理的条件に近い条件(pH 7.5, 100mM NaCl)であることから、FtsZは溶液中で大きく揺らいでいることを示唆していた。これは、FtsZで初の発見である。別途、個々で得られたFtsZの結晶を、新規阻害剤（米国ラトガース大のD. Pilch教授らが開発してきたもの）を含む溶液にソーキングして解析したところ、その阻害剤は構造選択的に結合していた。この結果は、FtsZの構造選択的阻害剤の可能性を示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Epiregulin Recognition Mechanisms by Anti-epiregulin Antibody 9E5: STRUCTURAL, FUNCTIONAL, AND MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION ANALYSES. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kado Y1, Mizohata E2, Nagatoishi S3, Iijima M4, Shinoda K4, Miyafusa T3, Nakayama T2, Yoshizumi T2, Sugiyama A4, Kawamura T4, Lee YH4, Matsumura H2, Doi H4, Fujitani H4, Kodama T4, Shibasaki Y4, Tsumoto K5, Inoue T6.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 291 号: 5 ページ: 2319-2330
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.656009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Supersensitive odor discrimination is controlled in part by initial transient interactions between the most sensitive dorsal olfactory receptors and G-proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Kobayakawa R, Kobayakawa K, Emura M, Itohara S, Kawasaki T, Tsuboi A, Matsumura H
  • 雑誌名: Receptors & Clinical Investigation 巻: 3
  • DOI: 10.14800/rci.1117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structure-based design and synthesis of a bivalent iminobiotin analog showing strong affinity toward a low immunogenic streptavidin mutant. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawato T, Mizohata E, Shimizu Y, Meshizuka T, Yamamoto T, Takasu N, Matsuoka M, Matsumura H, Kodama T, Kanai M, Doi H, Inoue T, Sugiyama A
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 79 号: 4 ページ: 640-642
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.991692
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The N-terminal acidic residue of the cytosolic helix 8 of an odorant receptor is responsible for different response dynamics via G-protein (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasaki, T. Saka, S. Mine, E. Mizohata, T. Inoue, H. Matsumura, T. Sato
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 589 号: 10 ページ: 1136-1143
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.03.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure-based design of a streptavidin mutant specific for an artificial biotin analogue. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawato, T.; Mizohata, E.; Shimizu, Y.; Meshizuka, T.; Yamamoto, T. Takasu, N.; Matsuoka, M.; Matsumura, H.; Kodama, T.; Kanai, M.; Doi, H.; Inoue, T.; Sugiyama, A.
  • 雑誌名: J. of Biochemistry 巻: 1 号: 6 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1093/jb/mvv004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective crystallization of metastable phase of acetaminophen by ultrasonic irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Mori, M. Maruyama, Y. Takahashi, K. Ikeda, S. Fukukita, H. Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, M. Yoshimura, and Y. Mori
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.8, No.6 号: 6 ページ: 065501-065501
  • DOI: 10.7567/apex.8.065501
  • NAID: 210000137563
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of protein seed crystals reinforced by high-strength hydrogels (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama, Noriko Shimizu, Keisuke Kakinouchi, Osamu Hiraoka, Hiroyoshi Matsumura, Hiroshi Y. Yoshikawa, Yoshinori Takahashi, Mihoko Maruyama, Masashi Yoshimura, Hiroaki Adachi, Kazufumi Takano, Satoshi Murakami, Tsuyoshi Inoue, Michio Murata, and Yusuke Mori
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 17 号: 42 ページ: 8064-8071
  • DOI: 10.1039/c5ce00844a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Insights into unknown foreign ligand in copper nitrite reductase (2015)
  • 著者名/発表者名: Yohta Fukuda, Tse Ka Man, Yuji Kado, Eiichi Mizohata, Hiroyoshi Matsumura, Tsuyoshi Inoue
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 464 ページ: 622-628
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A comparative analysis of microgravity and earth grown thermostable T1 Lipase crystals using HDPCG apparatu (2015)
  • 著者名/発表者名: Raja Noor Zaliha Raja Abd Rahman, Mohd. Shukuri Mohamad Ali, Shigeru Sugiyama, Adam Thean Chor Leow, Tsuyoshi Inoue, Mahiran Basri, Abu Bakar Salleh, and Hiroyoshi Matsumura
  • 雑誌名: Protein Pept. Lett 巻: 22 号: 2 ページ: 173-179
  • DOI: 10.2174/0929866521666141019193604
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Laser ablation for protein crystal nucleation and seeding (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Y.Yoshikawa, R.Murai, H.Adachi, S.Sugiyama, M.Maruyama, Y.Takahashi, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, H.Masuhara, and Y.Mori
  • 雑誌名: Chemical Society Reviews 巻: Vol.43, No.7 号: 7 ページ: 2147-2158
  • DOI: 10.1039/c3cs60226e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of FtsA from Staphylococcus aureus (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Fujita, Y. Maeda, C. Nagao, Y. Tsuchiya, Y. Miyazaki, M. Hirose, E. Mizohata, Y. Matsumoto, T. Inoue, K. Mizuguchi, and H. Matsumura
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 588 号: 10 ページ: 1879-1885
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.04.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for the recognition-evasion arms race between Tomato mosaic virus and the resistance gene Tm-1 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, Y. Kezuka, C. Kobayashi, M. Kato, T. Inoue, T. Nonaka, M. Ishikawa, H. Matsumura, and E. Katoh
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 111 号: 33
  • DOI: 10.1073/pnas.1407888111
  • 査読あり
• [学会発表] 離合集散する柔らかいタンパク質の構造機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由
  • 学会等名: 蛋白研セミナー
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌由来細胞分裂タンパク質FtsZの構造変化機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤田純三、前田陽子、齋藤有紀、溝端栄一、井上豪、松村浩由
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] 細菌の細胞分裂ダイナミクスの構造機能相関解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由
  • 学会等名: 「分子基盤に基づく生体機能への揺らぎとダイナミックネットワークの解明」2014年度研究会
  • 発表場所: 国際高等研究所（京都府木津川市）
  • 年月日: 2014-12-14
  • 招待講演
• [学会発表] MRSA由来細胞分裂タンパク質FtsAのX線結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田純三、前田陽子、宮﨑祐満、廣瀬未果、溝端栄一、井上豪、松村浩由
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: ワークピア横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25
• [学会発表] MRSA由来細胞分裂タンパク質FtsAの構造―機能相関解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田純三、前田陽子、齋藤有紀、清水伸隆、野田勝紀、 長尾知生子、土屋裕子、溝端栄一、内山進、松本佳巳、水口賢司、井上豪、松村浩由
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東京大学農学部（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-06-25