| 研究課題/領域番号 |
19K10082
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| 研究機関 | 大阪医科大学 |
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研究代表者 |
矢野 貴人 大阪医科大学, 医学部, 教授 (40239827)
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| 研究分担者 |
福井 健二 大阪医科大学, 医学部, 助教 (00466038)
石井 誠志 大阪医科大学, 医学部, 講師 (10247851)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ストレプトコッカス / バイオフィルム / 口腔内細菌 |
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| 研究実績の概要 |
ストレプトコッカス属細菌は口腔内の常在菌であるが、血中に侵入すると人工弁・弁膜症患者において感染性心内膜炎を引き起こす。これはバイオフィルムによる慢性・難治性感染症の典型例であり、抗生物質による治療は不可能で外科的な弁置換術が必要となる。
ストレプトコッカス属細菌においてバイオフィルム形成の開始シグナルの産生と細胞外への輸送に関与するタンパク質がComAである。研究代表者らはComAの各ドメインの機能・構造の解析を行い、それらの知見をもとに、シグナル産生とバイオフィルム形成を阻害する化合物を開発することに成功している。
ComAの構造・機能相関に関してタンパク質科学の観点から最も興味深い点は、ペプチダーゼドメイン（PEP）による前駆体ペプチドの切断、ヌクレオチド結合ドメイン（NBD）によるATPの加水分解、膜貫通ドメイン（TMD）の構造変化に伴うシグナルペプチドの細胞外への輸送という3つの過程が共役しているということである。その共役メカニズムの解明には、これまでのドメインごとの解析ではなく、全長タンパク質を用いた解析が不可欠である。また、より有効なComA阻害剤の探索には、PEPドメイン単独ではなく、全長タンパク質を用いたスクリーニングが必要である。前年度は、Streptococcus mutansとS. pneumoniae由来の全長ComAタンパク質のin vitro発現系を、コムギ胚芽抽出物による膜タンパク質の無細胞タンパク質合成システムを用いて構築することに成功した。
本年度は、in vitor発現系をスケールアップし、解析に必要な量の全長ComAタンパク質の部分精製標品を得た。現在、ペプチダーゼ活性とATPase活性の共役を、各活性の基質と阻害剤の様々な組み合わせを用いて解析中である。また、より高純度のタンパク質を得るための精製法を検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ComAタンパク質は、一般的に発現の困難な膜タンパク質である。Native構造をもった全長タンパク質の発現が可能であるかが研究の第一関門であったが、in vitro発現系を構築することにより、活性を有する全長タンパク質を発現することができた。しかし、詳細な機能・構造解析を行うのに必要な量・純度のタンパク質を得るための精製系の確立に予想以上の時間を要している。
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| 今後の研究の推進方策 |
現時点で入手できる部分精製した全長ComAタンパク質を用いても、ある程度の機能解析は可能であり、これをさらに推し進める。また、全長ComAタンパク質の膜輸送機能とペプチダーゼ活性・ATP分解活性との共役を解析するための、リポソーム再構成系の構築を行う。それと同時並行で、さらに精製純度の高い全長ComAタンパク質を得るための精製系を確立する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は研究代表者、研究分担者ともに学会に出席することができず、旅費が発生しなかった。次年度はタンパク質の精製系を確立するために、大スケールのin vitro発現を複数回行う計画であり、そのための試薬類購入の費用が本年度より増える予定である。次年度使用額をその増額分に充てる計画である。
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