細菌情報伝達ネットワークの分子機構

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20248012
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 内海 龍太郎 近畿大学, 農学部, 教授 (20151912)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: two-component system / SafA / EvgS/EvgA / PhoQ/PhoP / connector

研究概要

細菌は環境変化を迅速に感知する多様な膜センサーを介して、環境適応に必要な遺伝子の発現を制御し、多様な環境変化に迅速に適応するシステム(TCS, two component signal transduction)を有している。細菌細胞は、1細胞に何十というTCS回路を持っていることが知られている。さらに、各TCS回路は互いに連結して、さらに複雑な遺伝子発現制御ネットワークを形成している。本研究では、世界で初めて、大腸菌K-12のTCS EvgS/EvgAとPhoQ/PhoPに着目して、それらの2種のTCS間をつなぐ、コネクターの働きを明らかにし、環境変化に迅速に適応できる細菌の情報伝達ネットワークの分子機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The activation mechanism of PhoQ/PhoP system by SafA (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishii E, Eguchi Y, and Utsumi R
  • 雑誌名: an auxiliary protein of histidine kinase in Escherichia coli. Biosci Biotechnol Biochem 巻: (in press)
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/bbb/73/4/73_80795/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Waldiomycin, a novel WalK-histidine kinase inhibitor from Streptomyces sp. (2013)
  • 著者名/発表者名: Igarashi M, Watanabe T, Hashida T, Umekita M, Hatano M, Yanagita Y, Kino H, Kimura T, Kinoshita N, Inouye K, Sawa R, Nishimura Y,Utsumi R, and Nomoto A
  • 雑誌名: MK844-mF10. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aconnecter-like factor, CacA, linksRssB/RpoS and the CpxR/CpxA two-component system in Salmonella (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato A, Hayashi H, Nomura W, Emori H,Hagihara K, and Utsumi R
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 12 ページ: 224-235
  • DOI: doi:10.1186/1471-2180-12-224.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of signermycin B, an antibiotic that targets the dimerization domain of histidine kinase WalK. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Igarashi M, Okajima T, Ishii E, Kino H, Hatano, M, Sawa R, Umekita M, Kimura T, Okamoto S, Eguchi Y, Akamatsu Y, and Utsumi R
  • 雑誌名: An timicrob Agen ts Ch emoth er 巻: 56 ページ: 3657-3663
  • DOI: doi:10.1128/AAC.06467-11.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The connector SafA interacts with the multi-sensing domain of PhoQ (2012)
  • 著者名/発表者名: Eguchi, Y, lshii, E.,Yamane, M., and Utsumi, R
  • 雑誌名: Escherichia soli. Mol Microbiol 巻: 85 ページ: 299-313
  • DOI: doi:10.1111/j.1365-2958.2012.08114.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A short-chain dehydrogenase involved in terpene metabolism from Zinglber zerembet. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto S, Yu F, Harada H, Okajima T, Misawa N, and Utsumi R.
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 ページ: 2892-2900
  • DOI: doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08211.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Antivirulence Drug against Streptococcus mutans (2011)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Y, Kubo N, Matsunaga H, Igarashi M, and Utsumi R
  • 雑誌名: Repression of Biofilm Formation, Acid Tolerance, and Competence by a Histidine Kinase Inhibitor, Walkmycin C.Antimicrob Agents Chemother 55 ページ: 1475-84
  • DOI: doi:10.1128/AAC.01646-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of acid resistance by connectors of two component signal transduction systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Y, lshii E, Hata K, and Utsumi R
  • 雑誌名: Escherichia coli. J Bacteriol 巻: 193 ページ: 1222-8
  • DOI: doi:10.1128/JB.01124-10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray crystal structure of the DNA-binding domain of response regulator WalR essential to the cell viability of Staphylococcus aureus and interaction with target DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Doi A, Okajima T, Gotoh Y, Tanizawa K, and Utsumi R
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 74 ページ: 1901-7
  • URL: https:〃www.j stage.j st.go.jp/article/bbb/74/9/74 100307/ article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Walkmycin B targets WalK (YycG), a histidine kinase essential for bacterial cell growth. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okada A, lgarashi M, Okajima T, Kinoshita N, Umekita M, Sawa R, Inoue K, Watanabe T, Doi A, Martin A, Quinn J, Nishimura Y, and Utsumi R
  • 雑誌名: JAntibiot (Tokyo) 巻: 63 ページ: 89-94
  • DOI: doi:10.1038/ja.2009.128.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel antibacterial compounds specifically targeting the essential WalR response regulator (2010)
  • 著者名/発表者名: Gotoh Y, Doi A, Furuta E, Dubrac S, Ishizaki Y, Okada M, Igarashi M, Misawa N, Yoshikawa H, Okajima T, Msadek T, and Utsumi R
  • 雑誌名: J An tibiot (Tokyo) 巻: 63 ページ: 127-134
  • DOI: doi:10.1038/ja.2010.4.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanism of trans- criptional cascade initiated by the EvgS/EvgA system in Escherlchla coli K-12 (2009)
  • 著者名/発表者名: Itou J, Eguchi Y, and Utsumi R
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 73 ページ: 870-878
  • URL: https:〃www.jstage.jst.go.jp/article/bbb/73/4/73 80795/ article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning and functional characterization of a-humulene synthase, a possible key enzyme of zerumbone biosynthesis in shampoo ginger(Zingiber zerumbet Smith) (2008)
  • 著者名/発表者名: Yu F, Okamoto S, Nakasone K, Adachi K,Matsuda S, Harada H, Misawa N, and Utsumi R
  • 雑誌名: Planto ページ: 1291-1299
  • DOI: doi:10.1007/sOO425-008-0700-x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and functional characterization of a S‐ eudesmol synthase, a new sesquiter pene synthase from Zingiber zerumbet Smith (2008)
  • 著者名/発表者名: Yu F, Harada H, Yamasaki K, Okamoto S,Hirase S, Tanaka Y, Misawa N, and Utsumi R
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 582 ページ: 565-572
  • DOI: doi:10.1016/j.febslet.2008.01.020.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response regulator YycF essential for bacterial growth X-ray crystal structure of the DNA-binding domain and its PhoB-like DNA recognition motif. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okajima T, Doi A, Okada A, Gotoh Y, Tanizawa K, and Utsumi R
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 582 ページ: 3434-3438
  • DOI: doi:10.1016/j.febslet.2008.09.007.
  • 査読あり
• [学会発表] 細菌情報伝達阻害型薬剤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内海龍太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会シンポジューム
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] The connector SafA interacts with the multi-sensing domain of PhoQ (2012)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Y
  • 学会等名: Gordon conference on Microbial Stress Response
  • 発表場所: Mount Holyoke College(USA)
  • 年月日: 20120615-20
• [学会発表] 細菌情報伝達機構と新規抗菌剤の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海龍太郎
  • 学会等名: 日本細菌学会シンポジューム
  • 発表場所: 長崎新聞文化ホール(長崎県)
  • 年月日: 20120327-30
• [学会発表] Antibacterial and antivirulent drugs targeting bacterial signal transduction (2011)
  • 著者名/発表者名: Utsumi R
  • 学会等名: The commemorativeInternational conference for the 20thanniversary of Korean Society of Life Science
  • 発表場所: Busan (Korea)
  • 年月日: 20111027-28
• [学会発表] EvgS/EvgA signal transduction: transcriptional cascade and acid resistance (2010)
  • 著者名/発表者名: Utsumi R
  • 学会等名: Society for general microbiology Autumn Meeting
  • 発表場所: Nottingham (UK)
  • 年月日: 20100906-09
• [学会発表] 細菌情報伝達ネットワークとその阻害剤の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内海龍太郎
  • 学会等名: 日本乳酸菌学会秋季セミナー
  • 発表場所: 東京農業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] 増殖必須のTCSを標的にした細菌情報伝達阻害剤の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内海龍太郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会・生化学会合同大会シンポジューム"細菌情報伝達ネットワークとドラッグターゲット"
  • 発表場所: 神戸ポートピアアイランド(兵庫県)
  • 年月日: 20081209-12
• [学会発表] 細菌膜小蛋白質によるTCSネットワーク制御機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 江口陽子
  • 学会等名: 日本分子生物学会・生化学会合同大会シンポジューム"細菌情報伝達ネットワークとドラッグターゲット"
  • 発表場所: 神戸ポートピアアイランド(兵庫県)
  • 年月日: 20081209-12
• [図書] "コネクターがつなぐ細菌情報伝達ネットワーク"化学と生物 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江口陽子、加藤明宣、石井英治、内海龍太郎
  • 総ページ数: 241-249
  • 出版者: 日本農芸化学会
• [図書] "Molecular mechanism of bacterial two-component signal transduction networks via connectors"in Two-component System in Bacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Y, Ishi E, Utsumi R
  • 総ページ数: 149-162
  • 出版者: Horizon Scientific Press
• [図書] 病原細菌に対する新しい薬剤標的-二成分情報伝達システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海龍太郎 五十嵐雅之
  • 総ページ数: 51-58
  • 出版者: YAKUGAKU ZASSHI
• [図書] 細菌情報伝達ネットワークとその阻害剤の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江口陽子 内海龍太郎
  • 総ページ数: 36-41
  • 出版者: Jap.J.Lactic.acid.Bacteria(日本乳酸菌学会)
• [図書] Two-component signal transduction as potential drug targets in pathogenic bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: Gotoh Y, Eguchi Y, Watanabe T, Okamoto S, Doi A, and Utsumi R
  • 総ページ数: 232-239
  • 出版者: Curr Opin Microbiol
  • URL: doi: 10.1016/j.mib.2010.01.008.
• [図書] "Bacterial Signal transduction: networks and drug targets" (2008)
  • 著者名/発表者名: UtsumiR
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: Springer
• [備考] Bio-protocol(実験手法データベース)
• [備考] Protein-peptide Interaction by Surface Plasmon Resonance (2013)
• [備考] Eiji Ishii, Yoko Eguchi and Ryutaro Utsumi
• [備考]
  • URL: http://www.bio-protocol.org/wenzhang.aspx?id=321
• [備考] 近畿大学研究業績データーベース
  • URL: http://rais.itp.kindai.ac.jp/researchdb
• [備考] 近畿大学農学部分子生物学研究室
  • URL: http://mbkinki.sakura.ne.jp/index.html
• [産業財産権] セスキテルペンシンターゼ活性を有するポリペプチドをコードする核酸 (2013)
  • 発明者名: 内海龍太郎
  • 権利者名: 近畿大学
  • 産業財産権番号: 特許,5219025
  • 取得年月日: 2013-03-15
• [産業財産権] 化合物、その互変異性体、幾何異性体、ないし、それらの塩、及びそれらの製造方法、抗菌剤、並びにその感染症治療薬 (2012)
  • 発明者名: 内海龍太郎他3名
  • 権利者名: 近畿大学他3
  • 産業財産権番号: 特許,2012-230270
  • 出願年月日: 2012-10-17
• [産業財産権] Compound signermycin, method for production thereof, and use thereof (2011)
  • 発明者名: 内海龍太郎 五十嵐雅之
  • 権利者名: 近畿大学
  • 産業財産権番号: 特許,US8058455B2
  • 取得年月日: 2011-11-15
  • 外国
• [産業財産権] 新規化合物、ウオークマイシン、その製造方法、及びその用途 (2009)
  • 発明者名: 内海龍太郎五 十嵐雅之
  • 権利者名: 近畿大学. 微生物化学研究会
  • 産業財産権番号: 特許,2009-186724
  • 出願年月日: 2009-08-11
• [産業財産権] 新規化合物、シグナマイシン、その製造方法、及びその用途 (2008)
  • 発明者名: 内海龍太郎 五十嵐雅之
  • 権利者名: 近畿大学微生物化学研究会
  • 産業財産権番号: 特許,PCT/Jp2008/065196
  • 出願年月日: 2008-08-26