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2023 年度 実績報告書

病原細菌エフェクターによるNF-κB経路を標的とした感染機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03198
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

水島 恒裕  兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90362269)

研究分担者 谷 一寿  三重大学, 医学系研究科, 産学官連携講座教授 (20541204)
Kim Minsoo  京都大学, 医学研究科, 准教授 (50466835)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード蛋白質 / エフェクター / 構造解析 / ユビキチン
研究実績の概要

病原細菌はエフェクターと呼ばれる病原性タンパク質を宿主細胞に分泌し、宿主の防御応答を妨げることにより感染する。病原細菌は多数のエフェクターを持ち、宿主の炎症応答・細胞接着・オートファジー等、さまざまな防御応答の経路を阻害している。本研究では防御応答の中心的な役割を担う転写因子NF-κB経路を阻害するエフェクターの分子機構の解明を目指した。
赤痢菌エフェクターIpaH1.4は真核生物にはないNEL型ユビキチンリガーゼドメインを介して、NF-κB経路の活性化に働くLUBAC複合体(HOIL-1L, HOIP, SHARPINから構成)をユビキチン化し、分解へと導く。NEL型ユビキチンリガーゼの分子機構を明らかにするため、IpaH1.4NELドメインを用い、NELドメインにユビキチンが結合した反応中間状態の結晶化を行った。
エフェクターの一つであるCifはNEDD8のGln40を脱アミド化修飾しGlu40に変換することで、宿主の細胞周期の進行を阻害する。これまでCifの存在が報告されていなかったLegionellaにCifと同様の機能を持つタンパク質を見出し、立体構造を決定した。さらに、LegionellaのCifには立体構造既知のCifにはない領域が存在することを明らかにした。
グリオキシル酸回路は微生物や植物に特有の代謝経路であり、病原性酵母では感染に必須の役割を果たしている。グリオキシル酸回路の調節に関わるユビキチンリガーゼSCFUcc1の基質認識サブユニットである、Ucc1と基質であるクエン酸合成酵素Cit2の複合体構造解析に成功し、基質認識機構を明らかにした。さらに、Ucc1による代謝制御機構を解析した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Defective import of mitochondrial metabolic enzyme elicits ectopic metabolic stress2023

    • 著者名/発表者名
      Nishio Kazuya、Kawarasaki Tomoyuki、Sugiura Yuki、Matsumoto Shunsuke、Konoshima Ayano、Takano Yuki、Hayashi Mayuko、Okumura Fumihiko、Kamura Takumi、Mizushima Tsunehiro、Nakatsukasa Kunio
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 ページ: eadf1956

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf1956

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 病原細菌NEL型ユビキチンリガーゼの反応中間体構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村真唯子,平木慶人,小杉将吾,Kim Minsoo,水島恒裕
    • 学会等名
      令和5年度日本結晶学会年会
  • [学会発表] Legionella菌Cif様タンパク質のX線結晶構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      馬場 拓海,平木 慶人,粕谷 航平,小倉 実,西出 旭, Kim Minso,水島 恒裕
    • 学会等名
      令和5年度日本結晶学会年会
  • [学会発表] 病原細菌NEL型ユビキチンリガーゼの反応中間体構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村真唯子,平木慶人,小杉将吾,Kim Minsoo,水島恒裕
    • 学会等名
      第9回バイオダイナミクス研究科
  • [学会発表] Legionella菌Cif様タンパク質のX線結晶構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      馬場 拓海,平木 慶人,粕谷 航平,小倉 実,西出 旭, Kim Minso,水島 恒裕
    • 学会等名
      第9回バイオダイナミクス研究科

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公開日: 2024-12-25  

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