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2019 年度 実績報告書

病原細菌による宿主ユビキチンシステムの多重的操作機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19H03469
研究機関岐阜大学

研究代表者

久堀 智子  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20397657)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードユビキチン / エフェクター / レジオネラ / 細菌感染 / ユビキチンリガーゼ
研究実績の概要

本研究課題では、病原細菌レジオネラの持つ宿主ユビキチン操作に関わる複数のエフェクタータンパク質が「機能的階層構造」の上で実現する制御機構を解析し、感染の場で細菌が宿主ユビキチンシステムを巧妙に操作する分子機構を明らかにすることを目的とする。
本年度は、まずユビキチン操作に関わる新規レジオネラエフェクタータンパク質の同定を試みた。プロファイル検索を含む配列解析技術を用いて、ユビキチン修飾反応を行う可能性のあるレジオネラタンパク質の予測を行ったところ、真核細胞のユビキチンE3リガーゼとは相同性を持たないが、レジオネラ固有のユビキチンリガーゼの活性部位と相同性のある領域を持つタンパク質 LpgX が見出された。LpgX は C 末領域に Ankyrin Repeat というタンパク質間相互作用に関わるモチーフを持つドメインを有するため、この領域が基質結合を担うと考えられた。大腸菌発現系を用いてタンパク質精製を行い、in vitro ユビキチン化反応を行った結果、E3 リガーゼとしての活性を持つことが示された。また予測される酵素としての活性部位を置換した変異体を作製し、in vitro 反応を行うことにより活性残基を特定することができた。さらにLpgX の真核細胞発現系を構築し解析を行ったところ、LpgX はAnkyrin Repeat ドメインに依存してミトコンドリアタンパク質との細胞内共局在を示した。この結果から、LpgX の細胞内標的はミトコンドリアタンパク質である可能性が示された。

現在までの達成度 (区分)
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

計画通りに進展しており、問題は発生していない。

今後の研究の推進方策

今後は、エフェクター階層構造を明らかにするため、LpgX が機能的に相互作用すると予測している別のレジオネラエフェクタータンパク質(群)の同定を行い、それらによるLpgX の制御を解析する。この解析では、レジオネラエフェクター研究において、近年次々と見出されてる新規化学反応の有無を検証する。また、その制御の意義を明らかにするために LpgX が作用する宿主細胞標的の同定を目指す。今年度の結果を受けて、ミトコンドリアタンパク質に着目した解析を行う予定である。標的が同定できれば、LpgX を制御するエフェクタータンパク質の感染における役割を明らかにするため、組み合わせ欠損変異株や組み合わせ発現系を用いた感染実験による経時的解析を行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Emerging insights into bacterial deubiquitinases.2019

    • 著者名/発表者名
      Kubori T, Kitao T, Nagai H.
    • 雑誌名

      Curr Opin Microbiol.

      巻: 47 ページ: 14-19.

    • DOI

      10.1016/j.mib.2018.10.001.

    • 査読あり
  • [学会発表] Vacuole manipulation by Legionella deubiqutinases2020

    • 著者名/発表者名
      久堀智子
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] レジオネラエフェクターの細胞内機能2020

    • 著者名/発表者名
      久堀智子
    • 学会等名
      第94回日本感染症学会
  • [学会発表] 細菌の病原性制御システム2020

    • 著者名/発表者名
      北尾公英、久堀智子、永井宏樹
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Manipulation of the host ubiquitin system by Legionella2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kubori
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference on Bacterial Infection and Host Defense
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Legionella manipulates non-canonical SNARE pairing by the function of a bacterial deubiquitinase2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kubori
    • 学会等名
      The 18th Awaji International Forum on Infection and Immunity
    • 国際学会
  • [学会発表] 宿主SNARE pairing を操作するレジオネラエフェクターの解析2019

    • 著者名/発表者名
      北尾公英、田口馨一郎、瀬戸真太郎、新崎恒平、安藤弘樹、永井宏樹、久堀智子
    • 学会等名
      第56回日本細菌学会中部支部総会
  • [学会発表] Legionella manipulates non-canonical SNARE pairing by the function of a bacterial deubiquitinase2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoe Kitao, Kohei Arasaki, Shintaro Seto, Kyoichiro Taguchi, Hiroki Nagai, Tomoko Kubori
    • 学会等名
      Microbial Adhesion and Signal Transduction - Gordon Research Conference
    • 国際学会
  • [備考] Nagai lab

    • URL

      https://sites.google.com/view/nagai-lab/home

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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