モデル膜を使用した溶血性タンパク質の膜チャンネル(超分子)形成機構の研究

利用模型膜研究溶血蛋白的膜通道（超分子）形成机制

• 批准号: 06240212
• 负责人: 冨田 敏夫
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06240212/
• 关键词: 溶血性タンパク質; 緑膿菌; 担子菌; 膜チャンネル; 超分子; タンパク質複合体; リポソーム; 生体膜

哺乳動物の赤血球に作用して溶血を起こすタンパク質が生物界には広範囲に分布する。本研究では,生体膜の表面におけるタンパク質超分子の形成反応を理解し,それを制御することをめざして,細菌,及び担子菌(キノコ)の溶血性タンパク質が膜チャンネル超分子を形成する機構を解析する。本年度は,緑膿菌Cytotoxin,及びエノキタケのFlammutoxinのチャンネル超分子の形成について報告する。緑膿菌Cytotoxinは,日和見感染菌である緑膿菌が産生する29kDaのタンパク質であり,ヒト白血球など種々の細胞に膜チャンネル(Pore)を形成して細胞崩壊を起こすが示唆された。本研究では,Cytotoxinが形成する膜チャンネルの分子構築を解明するために,膜に結合した毒素をドデシル硫酸ナトリウムで可溶化したのち,ウエスタンブロット法で分析した。その結果,Cytotoxinは,赤血球,及び膜タンパク質を含まないリポソーム(:赤血球膜の総脂質,あるいはリン脂質とコレステロールから調製したリポソーム)の表面で145kDaの複合体形成を形成し,膜の透過性を高進した。このオリゴマーが膜チャンネルとして作動すると結論した。Flammutoxinは,エノキタケの子実体に存在する31kDaのタンパク質であり,種々の哺乳動物の赤血球を溶血し,Ehrlich腹水癌細胞などに対して細胞障害作用を示す。本研究では,(1)Flammutoxinが赤血球膜に直径約4nmのチャンネル(Pore)を形成する結果,細胞内外の浸透圧平衡が崩れて溶血が起こること,(2)Flammutoxinが細胞膜の表面で集合して約200kDaのオリゴマーを形成すること,及び(3)このオリゴマーが外径約10nm,内径約5nmのリング状の形態を有するチャンネルの本体であることを明らかにした。

Mammalian erythrocytes play an important role in the distribution of blood in the biological world. The purpose of this study is to understand the mechanism of formation of membrane supermolecules and to analyze the mechanism of formation of membrane supermolecules. This year, Pseudomonas aeruginosa Cytotoxin, and the formation of supramolecular compounds from Flammutoxin were reported. Pseudomonas aeruginosa Cytotoxin is produced by Pseudomonas aeruginosa 29kDa protein, and the cell membrane of Pseudomonas aeruginosa is formed by cell lysis. In this study, the molecular architecture of Cytotoxin formation was elucidated, and the solubilization of cytotoxin binding to cytotoxin was analyzed. As a result,Cytotoxin was formed on the surface of erythrocytes and membranes containing lipid complexes of 145kDa, and membrane permeability was improved. This is the first time that I've seen a movie. Flammutoxin is a 31kDa protein that is present in mammalian erythrocytes and has been shown to have a cytotoxic effect on Ehrlich ascites cancer cells. In this study,(1)Flammutoxin formed a Pore with a diameter of about 4nm on the erythrocyte membrane, resulting in a breakdown of the osmotic pressure balance between the inside and outside of the cell,(2)Flammutoxin formed a pore with a diameter of about 200kDa on the surface of the cell membrane, and (3)Flammutoxin formed a pore with an outer diameter of about 10nm. The inner diameter is about 5nm, and the shape of the ring is different.

项目成果

Tamura,S.,Yamanaka,A.,Tomita,T.et.al.: "Synergistic action of cholera toxin B subunit and a trace amount of cholera whoie toxin as an adjuvant for nasal influenza vaccine" Vaccine. 12. 419-426 (1994)

Tamura,S.,Yamanaka,A.,Tomita,T.et.al.：“霍乱毒素 B 亚基和微量霍乱毒素作为鼻流感疫苗佐剂的协同作用”疫苗。

Tomita,T.,Ishikawa,D.,Noguchi,T.,et.al.: "Pore-forming properties and oligomerization of flammutoxin,a cytolytic protein from the edible mushroom Flammulina velutipes" Eur.J.Biochem.(in press). (1995)

Tomita,T.、Ishikawa,D.、Noguchi,T.等人：“金针菇毒素（一种来自食用蘑菇金针菇的溶细胞蛋白）的成孔特性和寡聚化”Eur.J.Biochem.（出版中）

Ohnishi, M., Hayashi, T., Tomita, T., Terawaki, Y.: "Mechanism of the cytotoxic action of Pseudomonas aeruginosa cytotoxin:oligomerization of the cytotoxin on target membranes" FEBS Lett.356. 357-360 (1994)

Ohnishi, M.、Hayashi, T.、Tomita, T.、Terawaki, Y.：“铜绿假单胞菌细胞毒素的细胞毒性作用机制：靶膜上细胞毒素的寡聚化”FEBS Lett.356。

Tamura,S.,Asanuma,H.,Tomita,T.et.al.: "E.coli heat-labile enterotoxin B subunit supplemented with a trace amount of the holotoxin as an adjuvant for nasal influenza vaccine" Vaccine. 12. 1083-1089 (1994)

Tamura,S.,Asanuma,H.,Tomita,T.et.al.：“大肠杆菌不耐热肠毒素 B 亚基补充微量全毒素作为鼻流感疫苗佐剂”疫苗。

冨田敏夫: "黄色ブドウ球菌α毒素はどの様にして細胞膜に穴を開けるか" 化学と生物. 33. 140-141 (1995)

Toshio Tomita：“金黄色葡萄球菌 α 毒素如何在细胞膜上形成一个洞”《化学与生物学》33. 140-141 (1995)。