バクテリオファージの構造形成と感染機構

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16087204
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 有坂 文雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (80133768)
• 研究分担者: 金丸 周司 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (50376951) ; 武田 茂樹 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80282854)
• 研究協力者: モーラン ヤップ ; 根本 舞 ; ターミナ アクター ; シュボット サルカー ; 油井 孔兵 ; 門崎 泰憲 ; 奥田 真子 ; 内田 一也 ; 名村 実公賢 ; 寺内 允 ; 伊藤 麻紗子 ; 堀越 祐介 ; 藤田 大悟 ; 須貝 伸治 ; 長尾 達也 ; ドニー スナンダ ; 中尾 朋子
• 研究期間 (年度): 2004 – 2009
• キーワード: 微生物 / 蛋白質 / ナノバイオ / 分子認識 / ウイルス

研究概要

X線結晶構造解析と電子顕微鏡画像からの三次元像再構成の手法を組み合わせることにより、構造変化前後のT4ファージ尾部基盤におけるすべてのサブユニット蛋白質の局在を明らかにすることが出来た。その結果、感染における基盤の大きな構造変化をサブユニット蛋白質の相対的な位置の変化として理解できるようになった。また、新しい手法を用いた分子集合の研究から、基盤ウェッジの絶対逐次的分子集合はサブユニット蛋白質の誘導適合に基づくものであることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] The Baseplate Wedges of Bacteriophage T4 Spontaneously Assemble into Hubless Baseplate-like Structure In Vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Yap M.L., Mio K., Leiman P.G., Kanamaru S., Arisaka F.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 395 ページ: 349-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of an energy transfer system in the bio-nanocup space by heteromeric assembly of gp27 and gp5 proteins isolated from bacteriophage T4. (2009)
  • 著者名/発表者名: Koshiyama T., Ueno T., Kanamaru S., Arisaka F., Watanabe Y.
  • 雑誌名: Org Biomol Chem. 7(12) ページ: 2649-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] The motor protein prestin is a bullet-shaped molecule with inner cavities. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mio K., Kubo Y., Ogura T., Yamamoto T., Arisaka F., Sato C.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283(2) ページ: 1137-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular design of heteroprotein assemblies providing a bionanocup as a chemical reactor (2008)
  • 著者名/発表者名: Koshiyama T., Yokoi N., Ueno T., Kanamaru S., Nagano S., Shiro Y., Arisaka F., Watanabe Y.
  • 雑誌名: Small 4(1) ページ: 50-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] ORF334 in Vibrio phage KVP40 plays the role of gp27 in T4 phage to form a hetero-hexameric complex. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nemoto M., Mio K., Kanamaru S., Arisaka F.
  • 雑誌名: J. Bacteriol. 190(10) ページ: 3606-3612
  • 査読あり
• [雑誌論文] From structure of the complex to understanding of the biology (2007)
  • 著者名/発表者名: Rossmann M.G., Arisaka F., Battisti A.J., Bowman V.D., Chipman P.R., Fokine A., Hafenstein H., Kanamaru S., Kostyuchenko V.A., Mesyanzhinov V.V., Shneider M.M., Morais M.C., Leiman P.G., Palermo L.M., Parrish C.R., Xiao C.
  • 雑誌名: Acta Cryst D63 ページ: 9-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] The neck of bacteriophage T4 is a ring-like structure formed by a hetero-oligomer of gp13 and gp14 (2007)
  • 著者名/発表者名: Akhter T., Zhao L., Kohda A., Mio K., Kanamaru S., Arisaka F.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1774(8) ページ: 1036-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウイルスに見られる新しいβモチーフ (2007)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司、有坂文雄
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 49 ページ: 161-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] バクテリオファージの構造生物学野本・西山編 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司・有坂文雄
  • 雑誌名: ウイルス研究の現在と展望蛋白質核酸酵素8月号増刊 52(10) ページ: 1069-1074
• [雑誌論文] Construction of a Balland- Spike Protein Supramolecule (2006)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto K., Kanamaru S., Iwasaki K., Arisaka F., Yamashita I.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 45 ページ: 2725-2728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bionanotube Tetrapod Assembly by In Situ Synthesis of a Gold Nanocluster with (gp5-His6)3 from Bacteriophage T4. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueno T., Koshiyama T., Tsuruga T., Goto T., Kanamaru S., Arisaka F., Watanabe Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 45 ページ: 4508-4512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association and dissociation of the cell puncturing complex of bacteriophage T4 is controlled by both pH and temperature Biochim (2006)
  • 著者名/発表者名: Sarkar S.K., Takeda Y., Kanamaru S., Arisaka F.
  • 雑誌名: Biophys Acta 1764(9) ページ: 1487-1492
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Asymmetric IscA Homodimer with and Exposed [2Fe-2S] Cluster Suggests the Structural Basis of the Fe-S Cluster Biosynthetic Scaffold (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimoto K., Yamashita E., Kondou Y., Lee S.J., Arisaka F., Tsukihara T., Nakai M.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 360 ページ: 117-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Bacteriophage T4 Tail Lysozyme Activity During the Infection Process (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanamaru S., Ishiwata Y., Suzuki T., Rossmann M.G., Arisaka F.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 346 ページ: 1013-1020
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tail structure of bacteriophage T4 and its mechanism of contraction (2005)
  • 著者名/発表者名: Kostyuchenko V.A., Chipman P.R., Leiman P.G., Arisaka F., Mesyanzhinov, V.V. Rossmann M.G.
  • 雑誌名: Nat Struct Mol Biol. 12 ページ: 810-813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly and Infection Process of Bacteriophage T4 Chaos (2005)
  • 著者名/発表者名: Fumio Arisaka
  • 雑誌名: 15 ページ: 047502
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛋白質核酸酵素8月号増刊 (2005)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司、有坂文雄:バクテリオファージの構造と感染機構阿久津、月原、嶋田編
  • 雑誌名: 生命秩序を担う生体超分子 50(10) ページ: 1341-1348
• [雑誌論文] The bacteriophage T4 DNA injection machine (2004)
  • 著者名/発表者名: Rossmann M.G., Mesyanzhinov V.V., Arisaka F., Leiman P.G.
  • 雑誌名: Current Opinion in Structural Biology 14 ページ: 171-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of functional sites on the primary structure of the contractile tail sheath protein of bacteriophage T4 by mutation analysis (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeda S., Suzuki M., Yamada T., Kageyama M., Arisaka F.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1699(1-2) ページ: 163-171
  • 査読あり
• [学会発表] Baseplate Wedge Assembly of Bacteriophage T4 in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: Yap Moh Lan・有坂文雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 人工3本鎖β-ヘリックス蛋白質の効率的生産と会合抑制 (2009)
  • 著者名/発表者名: 油井孔兵・寺内允・金丸周司・有坂文雄
  • 学会等名: 日本生化学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] In vitro Assembled Wedge of Phage T4 Spontaneously Formed Baseplate-like Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Moh Lan Yap, Yasunori Monzaki, Kazuhiro Mio, Petr Leiman, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka.
  • 学会等名: The 21st Biannual Phage/Virus Assembly Meeting
  • 発表場所: Annecy, France
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] In vitro Assembly of the Tail Wedge of Phage T4 as observed by AUC-SV (2009)
  • 著者名/発表者名: Moh Lan Yap, Yasunori Monzaki, Kazuhiro Mio, Petr Leiman, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: The 18th International Conference on Analytical Ultracentrifugation
  • 発表場所: Uppsala, Sweden
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] In vitro Assembled Wedges of Phage T4 Spontaneously Form Baseplate -like Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 学会等名: the 18th Evergreen Inter -national Phage Biology meeting
  • 発表場所: The Evergreen State College, WA, USA
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] t4ファージの溶菌阻止に関与するSp蛋白質の構造と機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 根本舞・金丸周司・有坂文雄
  • 学会等名: 第9回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] The baseplate wedge assembly pathway of phage T4 in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: Yap Moh Lan・中尾朋子・長尾達也・門崎泰憲・三尾和弘・金丸周司・有坂文雄
  • 学会等名: 第9回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 人工3本鎖β-Helix蛋白質の効率的生産と会合抑制 (2009)
  • 著者名/発表者名: 油井孔兵・寺内允・金丸周司・有坂文雄
  • 学会等名: 第9回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 太さの調節可能な人工三本鎖β-ヘリックス蛋白質の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 油井孔兵、寺内充、金丸周司、有坂文雄、長 さ
  • 学会等名: 第81回生化学会大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081209-20081212
• [学会発表] Identification of interacting domains of the wedge proteins gp11, gp10, gp7, and gp8 of bacteriophage T4 by limited proteolysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Moh Lan Yap, Tomoko Nakao, Tatsuya Nagao, Syuiji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081203-20081205
• [学会発表] Tatsuya Nagao and Fumio Arisaka Domain interaction analyses of gp7, gp10 and gp11 of bacteriophage T4 for crystallization (2008)
  • 著者名/発表者名: Shuji Kanamaru, Tomoko Naka
  • 学会等名: IUCr2008
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20080824-20080828
• [学会発表] Structural Analysis of Baseplate Wedge Proteins of Bacteriophage, T4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Arisaka F
  • 学会等名: PRICPS-AOHUPO 2008
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 20080622-20080626
• [学会発表] Domain interaction analyses of gp7, gp10 and gp11 of bacteriophage (2008)
  • 著者名/発表者名: Shuji Kanamaru, Tomoko Nakao, Tatsuya Nagao, Fumio Arisaka
  • 学会等名: T4 FASEB 2008 Summer Research Conferences
  • 発表場所: Saxtons River U.S. A
  • 年月日: 20080620-20080629
• [学会発表] Interaction of gp34, the proximal half long tail fiber of T4 with the socket baseplate protein, gp9 FASEB (2008)
  • 著者名/発表者名: Donny Sunanda, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: 2008 Summer Research Conference
  • 発表場所: Saxtons River U.S. A
  • 年月日: 20080620-20080629
• [学会発表] ビブリオファージKVP40のgp5-ORF334複合体の構造と機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 根本舞、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第8回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080610-20080613
• [学会発表] T4類縁ファージS-PM2テイルリゾチームgp5の発現と性状解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 油井孔兵、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第8回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080610-20080613
• [学会発表] t4ファージ基盤構成蛋白質gp7, gp10, gp11の相互作用部位の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中尾朋子、長尾達也、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-20071215
• [学会発表] t4ファージ基盤終結蛋白質gp48, gp54の大量発現系の構築と性状解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤麻紗子、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-20071215
• [学会発表] バクテリオファージt4尾部の膜貫通機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 二島渉、金丸周司、有坂文雄、北尾彰朗
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20070524-20070526
• [学会発表] Consruction and purification of N terminal of the proximal long tail fiber, gp34, of Bacteriophage T4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Donny Sunanda、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20070524-20070526
• [学会発表] t4ファージ基盤構成蛋白質群のドメイン構造と相互作用部位の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中尾朋子、長尾達也、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20070524-20070526
• [学会発表] Artificial three-stranded β-helix protein as a nanotube (2006)
  • 著者名/発表者名: Makoto Terauchi, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium and 44th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Naha, Okinawa
  • 年月日: 20061112-20061116
• [学会発表] Interactions between Vibrio phage KVP40 gp5 and gene product of ORF334 (2006)
  • 著者名/発表者名: Mai Nemoto, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: T4 gp27 homologue, Fifth East Asian Biophysics Symposium and 44th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Naha, Okinawa
  • 年月日: 20061112-20061116
• [学会発表] Flexible and rigid regions in the stalk domain of ncd motor protein (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Makino, Hiisayuki Morii, Takashi Shimizu, Fumio Arisaka, Yusuke Kato, Koji Nagata, Masaru Tanokura
  • 学会等名: Fifth East Asian Biophysics Symposium and 44th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Naha, Okinawa
  • 年月日: 20061112-20061116
• [学会発表] バクテリオファージ研究の最近の動向 (2006)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20060915-20060916
• [学会発表] t4ファージの構造生物学 (2006)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20060915-20060916
• [学会発表] Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka Structure and Function of the Tail-lysozyme of T4-related Bacteriophages (2006)
  • 著者名/発表者名: Mai Nemoto
  • 学会等名: The HFSP 17th Anniversary-Sixth Awardees Annual Meeting
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20060702-20060705
• [学会発表] Suji Kanamaru, Fumio Arisaka, The gene product of ORF334 of Vibrio phage KVP40 is the homologue of T4 gp27 which binds to the tail lysozyme, gp5 (2006)
  • 著者名/発表者名: Mai Nemoto
  • 学会等名: 2006 FASEB Summer Research Conferences, Virus Assembly
  • 発表場所: Vermont Academy, Saxtons River, Vermont, U.S.A.
  • 年月日: 20060617-20060623
• [学会発表] Purification, characterization and solution interactions of the neck proteins, gp13 and gp14, from Bacteriophage T4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Tahmina Akhter, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka
  • 学会等名: 2006 FASEB Summer Research Conferences, Virus Assembly
  • 発表場所: Vermont Academy, Saxtons River, Vermont
  • 年月日: 20060617-20060623
• [学会発表] ビブリオファージKVP40におけるT4gp27ホモログの同定とテイルルゾチームgp5との結合 (2006)
  • 著者名/発表者名: 根本舞、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20060424-20060426
• [学会発表] T4ファージ尾鞘蛋白質の重合化に関する変異体の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 須貝伸治、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20060424-20060426
• [学会発表] Protein interactions among neck proteins, gp13/gp14, and the connector protein, gp15, of bacteriophage T4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Akhter Tahmina、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 生物物理学会第43回年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20051123-20051125
• [学会発表] Lysozyme or not? Characterization of gp5 from Vibrio phage KVp40 (2005)
  • 著者名/発表者名: 根本舞、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第78回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20051019-20051022
• [学会発表] ナノ材料としての人工3本鎖βへリックスポリペプチドの作成と性状解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司、龍頭聡、有坂文雄
  • 学会等名: 第5回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20050630-20050702
• [学会発表] T4DNAパッケージング蛋白質gp16およびgp17の相互作用の解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤田大悟、金丸周司、Venigalla B. Rao、有坂文雄
  • 学会等名: 第5回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20050630-20050702
• [学会発表] Assembly and Infection Process of Bacteriophage T4 (2005)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 学会等名: Self-organization-Initiative Nano-Engineering (SINE)
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 20050117-20050118
• [学会発表] Structural landscape of assembly and infection processes of bacteriophage (2005)
  • 著者名/発表者名: 金丸周司
  • 学会等名: TIT-Bioxtal Symposium "Structural Biology of Genetic Flow and Control"
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2005-01-19
• [学会発表] t4ファージ基盤蛋白質gp10とgp11の蛋白質間相互作用 (2004)
  • 著者名/発表者名: 中尾朋子、Ali Said、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第42回年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20041213-20041215
• [学会発表] Protein-protein interactions between gp13, a neck protein, and the connector, gp15, of bacteriophage T4 (2004)
  • 著者名/発表者名: Akhter Tahmina、趙麗、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第42回年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20041213-20041215
• [学会発表] Application of cell-free translation system for analysis of cofactor binding protein FMN-binding protein (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 学会等名: 第77回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20041013-20041016
• [学会発表] Characterization of gp5 from cyanophage S-pm2 (2004)
  • 著者名/発表者名: 根本舞、金丸周司、有坂文雄
  • 学会等名: 第77回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20041013-20041016
• [学会発表] Similarity and Variation in the Tail Lysozyme of T4-Related Phages (2004)
  • 著者名/発表者名: M. Nemoto, S., kanamaru, F. Arisaka
  • 学会等名: The New Phage Biology
  • 発表場所: FLORIDA
  • 年月日: 20040801-20040805
• [学会発表] The atomic structure and function of the tail lysozyme of bacteriopahge T4 (2004)
  • 著者名/発表者名: Kanamaru, S., Ishiwata, Y., Leiman, P.G., Kostyuchenko, V.A., Mesyanzhinov, V.V., Rossmann, M.G., Arisaka, F.
  • 学会等名: The HFSP 15th Anniversary -Fourth Awardees Annual Meeting
  • 発表場所: Hakone
  • 年月日: 20040515-20040518
• [図書] やさしい原理からはいるタンパク質科学実験2タンパク質をみる-構造と挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 総ページ数: 67-96
  • 出版者: 化学同人
• [図書] タンパク質科学 (2005)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 総ページ数: 153-167
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 細胞に穴を開ける分子機械(第18回「大学と科学」公開シンポジウム講演収録集「タンパク質のかたちから生命のなぞを解く」-生物マシーナリー -構造生物学の最前線-(共著), 144-156) (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 総ページ数: 231
• [図書] バイオサイエンスのための蛋白質科学入門 (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 出版者: 裳華房
• [図書] 図解バイオ活用技術のすべて(東京工業大学大学院生命理工学研究科編)(超遠心分析) (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 総ページ数: 176-179
  • 出版者: 工業調査会
• [図書] タンパク質工学の基礎(松沢 洋編, 応用姓名科学シリーズ6, 1章～3章, (共著)) (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂文雄
  • 総ページ数: 1-40
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考] ファージ研究会ウイルス構造研究会
  • URL: http://www.farisaka.bio.titech.ac.jp/