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

病原菌效应子针对 NF-κB 通路的感染机制分析

• 批准号: 20H03198
• 负责人: 水島 恒裕
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03198/
• 关键词: 蛋白質; エフェクター; 構造解析; ユビキチン

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とIpaH2.5はNF-κB経路の活性化に働くLUBAC複合体(HOIL-1L, HOIP, SHARPINから構成)を標的とする。これまでの研究により決定したIpaH1.4とIpaH2.5のLUBAC認識部位の構造をもとに、基質に対するIpaH1.4の認識機構を解析し、LUBAC複合体のHOIPを認識する部位とHOIL-1L、SHARPINを認識する部位が異なることを明らかにした。また、IpaH1.4はHOIL-1LとSHARPINのUBL領域を認識していることを示すと共に、IpaH1.4によるHOIL-1LのUBL認識における結合親和性を解析した。エフェクターの一つであるCifはNEDD8のGln40を脱アミド化修飾することによりGlu40に変換し、宿主の細胞周期の進行を阻害する。これまで存在が報告されていないLegionellaにおいてCif様のタンパク質を見出し、結晶化に成功していた。そこで、LegionellaのCif様タンパク質結晶を用い、X線回折データ収集を行い、野生型の結晶構造を決定した。その結果、LegionellaのCif様タンパク質はこれまでに立体構造既知なBurkholderia属のCifとは異なる構造的な特徴を持つことが明らかになった。

Pathogenic bacteria can cause infection by secreting pathogenic substances from host cells and by protecting host cells from infection. Pathogenic bacteria maintain a high level of inflammation in the host cell, and are resistant to inflammation in the host cell. This study is aimed at clarifying the molecular mechanisms of NF-κB pathway in the center of defense response. IpaH1.4 and IpaH2.5 target LUBAC complex (HOIL-1L, HOIP, SHARPIN), which is involved in activation of NF-κB pathway. This study determines the structure of the IpaH1.4 and IpaH2.5 recognition sites, the analysis of the matrix recognition sites of IpaH1.4, the HOIP recognition sites of the LUBAC complex, and the differences in the SHARPIN recognition sites. The binding affinity of HOIL-1L and SHARPIN to UBL domain recognition was analyzed. Cif has been modified to remove Glu 40 from NEDD8, thereby inhibiting the progression of the host cell cycle. This is the case with Legionella, Cif, and Crystal. The structure of Cif crystals, X-ray diffraction patterns, and wild-type crystals are determined. As a result, Legionella's Cif structure is characterized by a three-dimensional structure known as Burkholderia's Cif structure.

项目成果

Ｘ線結晶構造解析による赤痢菌エフェクターIpaH1.4及び2.5の基質認識機構の解析

X射线晶体结构分析志贺氏菌效应子IpaH1.4和2.5的底物识别机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 平木慶人;西出旭;高木賢治;Kim Minsoo;水島恒裕
• 通讯作者: 水島恒裕

Structural insights into the targeting specificity of ubiquitin ligase for S. cerevisiae isocitrate lyase but not C. albicans isocitrate lyase

泛素连接酶对酿酒酵母异柠檬酸裂解酶而非白色念珠菌异柠檬酸裂解酶的靶向特异性的结构见解

• DOI: 10.1016/j.jsb.2021.107748
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Structural Biology
• 影响因子: 3
• 作者: Hiragi Keito;Nishio Kazuya;Moriyama Shu;Hamaguchi Tasuku;Mizoguchi Akira;Yonekura Koji;Tani Kazutoshi;Mizushima Tsunehiro
• 通讯作者: Mizushima Tsunehiro

Structural insight into the recognition of the linear ubiquitin assembly complex by <i>Shigella</i> E3 ligase IpaH1.4/2.5

志贺氏菌 E3 连接酶 IpaH1.4/2.5 识别线性泛素组装复合物的结构洞察

• DOI: 10.1093/jb/mvac109
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Biochemistry
• 作者: Hiragi Keito;Nishide Akira;Takagi Kenji;Iwai Kazuhiro;Kim Minsoo;Mizushima Tsunehiro
• 通讯作者: Mizushima Tsunehiro

クエン酸合成酵素の構造変化を識別するF-boxタンパク質Ucc1

F-box 蛋白 Ucc1 可识别柠檬酸合酶的结构变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 前澤誠希;藤井勇紀;赤上正貴;川上純子;猪熊 壽;西尾和也・中務邦雄・嘉村巧・水島恒裕
• 通讯作者: 西尾和也・中務邦雄・嘉村巧・水島恒裕

赤痢菌エフェクターIpaH1.4/2.5基質認識ドメインの構造及び基質認識機構の解析

志贺菌效应子IpaH1.4/2.5底物识别域结构及底物识别机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 平木慶人・西出旭・高木賢治・Kim Minsoo・水島恒裕