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2020 年度 実績報告書

X線構造に基づくウェルシュ菌表面タンパク質の細胞壁固定化および線毛形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06087
研究機関香川大学

研究代表者

神鳥 成弘  香川大学, 医学部, 教授 (00262246)

研究分担者 玉井 栄治  松山大学, 薬学部, 教授 (40333512)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードX線結晶構造解析 / 細菌細胞壁 / ソーテース / 線毛 / コンホメーション変化 / pilinタンパク質 / 酵素触媒反応機構 / ウェルシュ菌
研究実績の概要

細菌表面にある線毛は,Piliタンパク質が重合して繊維状になったもので,感染に際して宿主細胞への接着・接合の機能を担っている。ウェルシュ菌線毛は,2種類のPiliタンパク質(シャフト部のCppA,先端部のCppB)がクラスC Sortase(CpSrtC)の触媒作用により重合し,細胞壁に固定化されたものである。本研究の目的は,CpSrtCによるpilinタンパク質の重合および線毛固定化機構を分子レベルで解明することである。
CpSrtCは,触媒Cys残基を使って,Piliタンパク質のC末側にある5アミノ酸のCell Wall Sorting Signal(CWSS,CppAはLPSTG,CppBはLPETG)中のThrとGly間を切断し,Thrのカルボキシル基と, CppAのピリンモチーフ(NPK)中のLys側鎖のアミノ基との間にアミド結合を形成することにより,CppAを重合していく。CpSrtCによるCWSSの認識機構を解明するため,これまで合成ペプチドとCpSrtCの共結晶化を試みてきたが,複合体結晶は得られていなかった。そこで,今年度は,CpSrtCのC末側にCWSS(LPST)を付加したCpSrtC変異体(CpSrtC-LPST)を調製し,これを用いたX線結晶解析を行った。CpSrtC-LPSTは,結晶中,2分子が互いのCWSS部分を分子表面の溝で認識することにより分子間酵素・基質複合体を形成していた。CWSSは,活性残基Cys211から離れた溝に結合しており,この溝は,重合反応を助けるための基質結合サブサイトとして機能している可能性が示された。また,本研究と関連する細菌細胞壁中タンパク質の研究成果として,ディフィシル菌の細胞壁分解酵素(オートリシン)の活性ドメインの立体構造をX線結晶解析により決定した。以上の2つの成果は,学術論文として報告することができた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] X-ray structures of Clostridium perfringens sortase C with C-terminal cell wall sorting motif of LPST demonstrate role of subsite for substrate-binding and structural variations of catalytic site.2021

    • 著者名/発表者名
      Tamai, E., Sekiya, H., Nariya, H., Katayama, S., Kamitori, S.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 554 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.106.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and biochemical characterizations of the novel autolysin Acd24020 from Clostridioides difficile and its full-function catalytic domain as a lytic enzyme.2021

    • 著者名/発表者名
      Sekiya, H., Tamai, E., Kawasaki, J., Murakami, K., Kamitori, S.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol.

      巻: 115 ページ: 684-698

    • DOI

      10.1111/mmi.14636.

    • 査読あり
  • [学会発表] ディフィシル菌オートライシンCD24020触媒ドメインのX線結晶解析に基づく基質認識機構の検討2020

    • 著者名/発表者名
      神鳥成弘,関谷洋志,玉井栄治
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [備考] 科学研究費補助金報告書

    • URL

      http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/report/kaken/index.htm

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公開日: 2021-12-27  

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