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2022 年度 実績報告書

コロナウイルス膜融合蛋白の活性化機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K07519
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

松山 州徳  国立感染症研究所, ウイルス第三部, 室長 (90373399)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードcoronavirus
研究実績の概要

エンベロープウイルスが感染する瞬間にウイルス膜と細胞膜の融合が起こるが、その分子機構は解明されていない。ウイルス膜融合タンパク質の中の2つのヘプタッドリピートモチーフ(HR1/HR2)が互いに集合し、それらが引き合う力で膜融合が起こると考えられている。我々はこれまでの研究で、コロナウイルスの膜融合タンパク質であるスパイク(S)蛋白を可溶性受容体及びトリプシンと反応させることにより、実験的に構造変化を誘導できることを報告してきた。今回、構造変化の過程でS蛋白をプロテイナーゼKで処理し、ウェスタンブロット法により分解産物を検出することにより、受容体結合後のS蛋白には46 kDaのプロテイナーゼK耐性コアが形成されることを検出した。この46kDaにはHR1モチーフが含まれず、不安定な構造を形成している可能性が示唆された。HR2模倣ペプチド(HR2-pep:HR1と相互作用してスパイクタンパク質のコンフォメーション変化を抑制する)を用いた実験では、受容体結合段階において、構造が閉じたHR1/HR2モチーフと開いたHR2モチーフの両方が共存することがわかった。さらに、構造変化の温度依存性と時間依存性を評価する実験から、トリプシンによって誘導される構造変化において、まだ閉じていないHR1/HR2モチーフが閉じるのと3つのHR1/HR2モチーフが集合して強固な三量体を形成するのが、同時に起こることがわかった。これらの生化学的知見から、S蛋白の構造変化は中間状態において、よく知られているホモ三量体のプレヘアピン集合体ではなく、非対称の非集合構造をとり、その後6ヘリックスバンドル構造が形成されると結論した。本研究の本題について成果はまだ報告に至っていないが、研究の過程で副産物的に得られた知見を応用して、SARS-CoV-2のレセプター結合力を定量する粒子凝集法を報告している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Use of the particle agglutination/particle agglutination inhibition test for antigenic analysis of SARS‐CoV‐22023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Jun、Matsuyama Shutoku、Shirakura Masayuki、Arita Tomoko、Suzuki Yasushi、Asanuma Hideki、Watanabe Shinji、Hasegawa Hideki、Nakamura Kazuya
    • 雑誌名

      Influenza and Other Respiratory Viruses

      巻: 17 ページ: e13093

    • DOI

      10.1111/irv.13093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequent occurrence of mutations in nsp3 and nsp4 of SARS-CoV-2, presumably caused by the inhaled asthma drug ciclesonide2022

    • 著者名/発表者名
      Doi Akihiro、Tomita Yuriko、Okura Hiyori、Matsuyama Shutoku
    • 雑誌名

      PNAS Nexus

      巻: 1 ページ: pgac197

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgac197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [産業財産権] 微小粒子凝集/凝集抑制反応を用いたSARS-CoV2の力価測定および抗原性状解析法2022

    • 発明者名
      小林淳
    • 権利者名
      松山州徳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-153084

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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