麻疹ウイルスの細胞侵入・複製・出芽に関わる蛋白質のX線結晶構造解析

参与麻疹病毒细胞进入、复制和出芽的蛋白质的 X 射线晶体结构分析

• 批准号: 25893161
• 负责人: 橋口 隆生
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25893161/
• 关键词: ウイルス学; 構造生物学; 麻疹ウイルス; 感染症; 蛋白質

麻疹ウイルスは小児の死亡原因となる重要な急性呼吸器感染症の原因であり、世界中で毎年、約2000万人の感染者と約10万人の死亡者を出している。本研究課題は麻疹ウイルス粒子を構成する蛋白質の内、ウイルスの細胞侵入から複製、出芽に至る全ての局面で重要な役割を担うマトリックス（M）蛋白質をX線結晶構造解析により構造を明らかにすることを目的とした。目的蛋白質の立体構造を解明することでウイルスのライフサイクルや病原性発現の分子基盤に迫ることを目指して研究を行った。蛋白質発現系としてはヒト培養細胞発現系と大腸菌発現系を用いてM蛋白質の発現を試みた。ヒト培養細胞発現系では蛋白質発現は低かった。一方で、大腸菌発現系ではM蛋白質単体の発現は非常に良かったが、発現蛋白質の大部分は可溶性画分ではなく、凝集体画分に存在していた。そこで、蛋白質のリフォールディングによって凝集体画分から精製蛋白質を得ようと試みた。リフォールディング自体は上手くいったが、蛋白質の分解が激しく純度を高めることが難しかった。そこで、タグの条件検討や大腸菌株の検討を行った。グルタチオン-S-トランスフェラーゼ（GST）やマルトース結合蛋白質（MBP）、トリガーファクターとの融合蛋白質として発現を行ったところ、一定の条件下で純度の高い精製蛋白質を得ることに成功した。この精製蛋白質を用いて結晶化のスクリーニングを行い、高分解能のX線回折データを得るべくコンストラクトと条件の最適化を行った。麻疹ウイルスM蛋白質は非常に不安定性が高い蛋白質であることが示唆されたが、これまでに微結晶を観測することに成功し、大規模放射光施設にてデータ測定を行った。

Measles is the cause of death for children. Every year, about 20 million people are infected and about 100,000 people die. This study focuses on the analysis of X-ray crystal structure of proteins in the context of cell invasion, replication and budding. Objective To clarify the three-dimensional structure of protein and to study the molecular basis for pathogenicity. Protein development system: cell culture development system: Escherichia coli development system: protein development system: The protein production of cultured cells is low. In one case, the E. coli development system is very good for the development of M protein monomers, and most of the soluble and aggregated proteins are present. In addition, the protein content of the protein was determined by the concentration of the protein. The protein is decomposed and purified. The conditions for the identification of E. coli strains were discussed. The fusion protein of GST and MBP was successfully purified under certain conditions. The purification of protein is carried out by optimizing the crystallization conditions and X-ray reflection conditions with high decomposition energy. Measles M protein is more unstable than high protein, and it has been successfully detected for microcrystals, making it possible to conduct digital measurements in large-scale radiation facilities.

项目成果

Structures of measles virus hemagglutinin provide virus entry and effective measles vaccine

麻疹病毒血凝素的结构提供病毒进入和有效的麻疹疫苗

• 发表时间: 2013
• 作者: Takao Hashiguchi;Mai Nakashima;Yuta Shirogane;Katsumi Maenaka;Yusuke Yanagi
• 通讯作者: Yusuke Yanagi

九州大学大学院 医学研究院 ウイルス学

九州大学医学研究科病毒学