ボツリヌス食中毒の消化器傷害におけるボツリヌス毒素複合体無毒タンパク質の関与

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K08475
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 渡部 俊弘 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (80175695)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 細胞毒性 / ボツリヌス毒素 / 空胞化 / 小腸上皮細胞 / タンパク質複合体

研究実績の概要

本年度は、ボツリヌス毒素複合体構成成分である神経毒素（BoNT）、非毒非血球凝集素（NTNHA）および３種の血球凝集素（HA-33、HA-70およびHA-17）のいずれの成分が細胞空胞化に関与するのかを明らかにする実験を行なった。その結果、すべての構成成分は、単独では空胞化を引き起こさないことが明らかとなった。次に、それぞれの構成成分の部分集合体を調製し、その空胞化活性を調べた。その結果、BoNTを除くNTNHA/HA-70/HA-17/HA-33複合体の内、HA-17/HA-33複合体の数が３つのものは、空胞化を引き起こすが、それ以下の場合は空胞化を起こさないことが明らかとなった。すなわち、空胞化活性には、ボツリヌス毒素の複合体構造が重要であることが明らかとなった。
一方、ボツリヌス菌は産生するBoNTの血清型により、A~G型に分類される。本年度の研究成果では、CおよびD型毒素複合体のいずれも空胞化活性を引き起こすことが示された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度に引き続き、当初の予定通り、ボツリヌス毒素複合体中の空胞化活性に係る成分の解明が進んでおり、概ね順調に研究が進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

ボツリヌスAおよびB型毒素複合体の空胞化活性を調べる。さらに、NTNHAタンパク質を含まない3種のHAからなる複合体を作成し、空胞化活性にNTNHAタンパク質が必須であるか否かを明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Building-block architecture of botulinum toxin complex: Conformational changes provide insights into the hemagglutination ability of the complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Sagane Y, Matsumoto T, Hasegawa K, Yamano A, Niwa K, Watanabe T
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 9 ページ: 67-71
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2016.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Non-Toxic" Proteins of the Botulinum Toxin Complex Exert In-vivo Toxicity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ichiro Miyashita, Yoshimasa Sagane, Tomonori Suzuki, Takashi Matsumoto, Koichi Niwa, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: e31043
  • DOI: 10.1038/srep31043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Conformational divergence in the HA-33/HA-17 trimer of serotype C and D botulinum toxin complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane, Shintaro Hayashi, Tomonori Akiyama, Takashi Matsumoto, Kimiko Hasegawa, Akihito Yamano, Tomonori Suzuki, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe, and Shunsuke Yajima
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 476 ページ: 280-285
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.05.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of ‘‘Toxin Complex’’ in a Mutant Serotype C Strain of Clostridium botulinum Harboring a Defective Neurotoxin Gene (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Suzuki, Thomas Nagano, Koichi Niwa, Masataka Uchino, Motohiro Tomizawa, Yoshimasa Sagane, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Current Microbiology 巻: 74 ページ: 49-54
  • DOI: 10.1007/s00284-016-1150-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data describing inhibitory profiles of sugars against hemagglutination by the botulinum toxin complex of Clostridium botulinum serotypes C and D (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane, Minoru Ito, Keita Miyata, Tomonori Suzuki, Koichi Niwa, Suguru Oguri, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 9 ページ: 413-416
  • DOI: 10.1016/j.dib.2016.09.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation of botulinolysin, a thiol-activated hemolysin, from serotype D Clostridium botulinum: A species-specific gene duplication in Clostridia (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Suzuki, Thomas Nagano, Koichi Niwa, Shingo Mutoh, Masataka Uchino, Motohiro Tomizawa, Yoshimasa Sagane, and Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: Microbiological Research 巻: 193 ページ: 20-29
  • DOI: 10.1016/j.micres.2016.08.011
  • 査読あり
• [備考] 無毒タンパク質が無毒でないことを発見【食品香粧学科の研究】
  • URL: http://www.nodai.ac.jp/academics/bio/o_food/news/16800/