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2013 年度 実施状況報告書

病原性細菌特異的ファージの宿主認識と収縮性ファージ尾繊維構成蛋白質の構造生物学

研究課題

研究課題/領域番号 25440066
研究種目

基盤研究(C)

研究機関東京工業大学

研究代表者

金丸 周司  東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (50376951)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード結晶構造解析 / ファージ / 蛋白質複合体 / 宿主認識 / 分子内シャペロン
研究概要

1.T4ファージgp34C末端ドメインの結晶構造解析
申請時に得られていたgp34C末端ドメインの結晶の結晶化条件を検討し、回折データ収集可能な品質の結晶を得ることができた。この結晶を用いて、放射光施設で回折データを収集し、分子置換法により1.9Å分解能の結晶構造を得ることができた。その結果、配列からは不明であったファージ尾繊維蛋白質に共通の構造モチーフが存在することが分かった。
2.PP01ファージgp37, gp38複合体の発現系の構築
PP01ファージのgp37C末端断片, gp38, 尾繊維シャペロンgp57Aの3つの蛋白質を大腸菌で共発現する系を構築した。その結果、gp37C末端断片, gp38は共に可溶性画分に発現し、発現したgp37C末端断片はC末端から約120残基付近で、プロセシングを受けることが分かった。また、切り離されるC末端120残基はK1FファージendoNF蛋白質と同様のメカニズムで、分子内シャペロンとして働いていることが示唆された。
3.PP01ファージgp37, gp38複合体の精製・結晶化
上記、発現系を用いて大量発現したgp37C*-gp38複合体を精製し、各種クロマトグラフィーを用いて精製を行った。その結果、この複合体はgp37C*:gp38が3:1の化学量論をもつ(gp37C*)3-(gp38)1であることが分かった。精製した複合体の結晶化スクリーニングも行い、微小な結晶を得ることができた。

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

予定していたT4ファージgp34C末端ドメインの結晶構造解析に成功し、1.9Å分解能の3量体の結晶構造を得ることができた。
PP01ファージ(gp37C*)3-(gp38)1複合体の大量発現系を作成し、精製標品を得ることに成功し多。この複合体の化学量論を決定し、結晶化を試み結晶化に成功した。

今後の研究の推進方策

T4ファージgp34については、その全長の構造解析に挑戦する。同時に、N末端側、中間部位のみでの発現系も試みる。
PP01ファージ(gp37C*)3-(gp38)1複合体の結晶構造解析を行う。予備的な回折実験より、分解能が悪いので結晶化条件をさらに検討する。また、得られた複合体の標的蛋白質である大腸菌OmpCとの相互作用解析やリガンド-受容体の共精製を試みる。

次年度の研究費の使用計画

当初、老朽化が心配され購入予定であった当研究室所有のカラムクロマト装置を制御するPC である[AKTAexplorer10sシステムPC]が、いまのところ使用できる状態にあるため、購入を先送りにすることとした。
上記[AKTAexplorer10sシステムPC]が使用不能となった際に、本計画研究の遂行に滞りなきよう速やかに当該機器を購入する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Structure and properties of the C-terminal β-helical domain of VgrG protein from Escherichia coli O157.2014

    • 著者名/発表者名
      Uchida K, Leiman PG, Arisaka F, Kanamaru S.
    • 雑誌名

      J Biochem.

      巻: 155 ページ: 173-182

    • DOI

      10.1093/jb/mvt109.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermolecular interactions and conformation of antibody dimers present in IgG1 biopharmaceuticals.2014

    • 著者名/発表者名
      Iwura T, Fukuda J, Yamazaki K, Kanamaru S, Arisaka F.
    • 雑誌名

      J Biochem.

      巻: 155 ページ: 63-71

    • DOI

      10.1093/jb/mvt095.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acetophenone reductase with extreme stability against a high concentration of organic compounds or an elevated temperature.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Nakata Y, Cao C, Sugiyama Y, Asanuma Y, Kanamaru S, Matsuda T.
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol.

      巻: 97 ページ: 10413-10421

    • DOI

      10.1007/s00253-013-4801-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The molecular architecture of the bacteriophage T4 neck.2013

    • 著者名/発表者名
      Fokine A, Zhang Z, Kanamaru S, Bowman VD, Aksyuk AA, Arisaka F, Rao VB, Rossmann MG.
    • 雑誌名

      J Mol Biol.

      巻: 425 ページ: 1730-1744

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2013.02.012.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of Cex1p reveals the mechanism of tRNA trafficking between nucleus and cytoplasm.2013

    • 著者名/発表者名
      Nozawa K, Ishitani R, Yoshihisa T, Sato M, Arisaka F, Kanamaru S, Dohmae N, Mangroo D, Senger B, Becker HD, Nureki O.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 41 ページ: 3901-3914

    • DOI

      10.1093/nar/gkt010.

    • 査読あり
  • [学会発表] T4ファージgp34C末端側半分の結晶構造から得られたファージ尾繊維に共通の構造2013

    • 著者名/発表者名
      金丸 周司, 名村 実公賢, 有坂 文雄
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] 病原性大腸菌O-157のタイプ6分泌系のVgrG1蛋白質のC末端断片のX線結晶構造2013

    • 著者名/発表者名
      内田 一也, 金丸 周司, Leiman Petr, 有坂 文雄
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] Intermolecular interactions and conformation of antibody dimers present in IgG1 biopharmaceuticals2013

    • 著者名/発表者名
      井浦 貴文, 福田 潤, 山﨑 勝由, 金丸 周司, 有坂 文雄
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] T4ファージ基盤終結蛋白質gp48のSlyD融合蛋白質発現系の構築2013

    • 著者名/発表者名
      新司 雄也, 金丸周司, 有坂文雄
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川)
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] The crystal structure and the stability of C-terminal fragment of gp34, proximal half of long tail fiber of bacteriophage T42013

    • 著者名/発表者名
      Meritxell Granell, Mikiyoshi Namura, Sara Alvira-de Celis, Carmela Garcia-Doval, Abhimanyu K. Singh, Mark J. van Raaij, Fumio Arisaka, Shuji Kanamaru
    • 学会等名
      XXIII Biennial Conference on Phage/Virus Assembly
    • 発表場所
      UCLA Lake Arrowhead Conference Center & Mountain Resort (米国)
    • 年月日
      20130908-20130913
  • [学会発表] T4ファージホーリン・アンチホーリンの構造と機能2013

    • 著者名/発表者名
      金丸周司, 伊藤悠太, 有坂文雄
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館 (鳥取)
    • 年月日
      20130612-20130614

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公開日: 2015-05-28  

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