2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the species-specificity mechanism of C. perfringens lytic enzymes and its application research
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18K07131
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| Research Institution | Matsuyama University |
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Principal Investigator |
玉井 栄治 松山大学, 薬学部, 教授 (40333512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神鳥 成弘 香川大学, 医学部, 教授 (00262246)
成谷 宏文 十文字学園女子大学, 人間生活学部, 教授 (30452668)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 溶菌酵素 / 種特異性 / ウエルシュ菌 / ディフィシル菌 / アミダーゼ / グルコサミニダーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
溶菌酵素は、細胞壁（ペプチドグリカン）を分解し細菌を死滅させる酵素である。また、溶菌酵素は、その分解部位によりムラミダーゼ、グルコサミニダーゼ、アミダーゼ、エンドペプチダーゼの4種類に分類される。さらに、構造学的には、触媒ドメインと細胞壁結合ドメインから構成されている。本研究の目的は、溶菌酵素の結合基質認識・結合機構を分子レベルで明らかにすることである。
本年は、ウエルシュ菌特異的溶菌酵素であるCPE1138（Psa；アミダーゼ）とディフィシル菌特異的溶菌酵素であるCD24020(Acd24020；エンドペプチダーゼ)の触媒ドメインのさらに詳細な生化学的解析をおこなった。また、Psaでは、ムラミダーゼタイプの溶菌酵素であるPsmと同時に作用させることにより相乗効果があることがわかり、生化学的性質と合わせて論文として発表した。さらに、Pasの触媒ドメインの構造に関しても精密化を行い論文を執筆中である。一方、ディフィシル菌のペプチドグリカンのモデルを作成し、Acd24020や他の構造が明らかにされている溶菌酵素の触媒ドメインとドッキングモデルを作成し比較した。その結果、ディフィシル菌の特殊なペプチド鎖は、Acd24020の基質結合溝にのみフィットし、他の溶菌酵素では衝突部位や大きなギャップができることがわかった。このことから、Acd24020の種特異性はその基質結合溝の構造に依存していることがわかった。生化学的性質と構造学的解析を合わせて論文として発表した。しかしながら、PsaおよびAcd24020の結合ドメインに関しては結晶を得ることができなかった。また、昨年度クローニングしたデフィシル菌の溶菌酵素に関しても、生化学的解析が進んでいる。特にエンドペプチダーゼドメインとグルコサミニダーゼドメインの２つを持つCD09610に関しては、グルコサミニダーゼドメインが溶菌活性に重要な働きをしていることを明らかにしている。
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