コレラ菌走化性受容体のリガンド認識機構

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本研究の目的は、細菌の走化性受容体を介したシグナル伝達機構の解明である。2017年度の私の研究において、感染症コレラの病原菌であるコレラ菌の毒素産生および走化性に関与する受容体Mlp24, Mlp37について、認識メカニズムの詳細やそれらの差異を明らかにした。私は本年度コレラ菌受容体Mlp8に着目した。Mlp8はアミノ酸配列の相同性から、Mlp24やMlp37と類似した構造をもつと考えられるが、それらとは認識する化学物質が異なる。またmlp8遺伝子はacfCとオペロンを形成することから、AcfCと協同してリガンドを認識すると考えられる。AcfCのリンゴ酸複合体構造は既知であり、ペリプラズム結合タンパク質（PBP）と良く似た構造をもつことが知られている。しかしリガンド非結合状態の構造は知られていないため、他のPBPと同様のメカニズムでMlp8と相互作用するかはわかっていない。私はAcfCリガンド非結合状態の構造解析に加えて、Mlp8のペリプラズム領域、AcfC、リガンドを用いた相互作用実験からMlp8のリガンド認識機構解明を目指した。AcfCリガンド非結合状態、リンゴ酸結合状態の構造を比較した結果、AcfCのリンゴ酸結合部位の表面電荷が、リンゴ酸結合により電気的中性にシフトすることがわかった。また相互作用実験の結果から、AcfCにリンゴ酸が結合することでAcfCとMlp8の親和性が上昇することがわかり、これはAcfCの表面電荷が関与していると考えられる。コレラ菌走化性受容体に加え、これまで様々な研究が行われ、研究地盤が確立しているサルモネラ走化性受容体Tarにも着目した。大腸菌発現系、DDMによる可溶化、Niアフィニティクロマトグラフィ、サイズ排除クロマトグラフィを用いることで、Tarの全長構造解明の足がかりとなる単離生成に成功した。