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ボツリヌス神経毒素複合体赤血球凝集因子の腸管上皮細胞バリア通過機構解明

肉毒杆菌神经毒素复合物血凝因子肠上皮细胞屏障通过机制的阐明

基本信息

批准号：
20051011
负责人：
北所健悟
金额：
$ 3.14万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ボツリヌス神経毒素は、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)が産出する分子量約150kDaの毒素タンパク質で、シナプスのSNAREを切断して宿主を麻痺させる。ヒトに感染し、最も毒性が強いB型毒素が有する赤血球凝集因子(Hemaggulutinin:HA)は、3つのsubunit(HA-1、2、3)を有し、腸管上皮細胞表面のTight Junctionのタンパク質群を分散させて、細胞バリアを通過する。これらの構造決定により、ボツリヌス毒素分子のバリア通過機構のメカニズムを原子レベルで解明する。これらの成果は、ボツリヌス神経毒素複合体の厳格な分子認識作用を利用した応用技術や、細胞内デリバリーのシステムを利用した新規な薬剤の開発につながるものと期待できる。今回、B型ボツリヌス菌由来のHA-3の結晶化を行い、SPring-8のBL44XUにて3Å分解能の回折データを測定した。水銀誘導体を用いたSAD法により、立体構造を決定した。その結果、HA-3は結晶中では4分子存在し、活性型として3量体構造を取っていた。HA-3のモノマーは2つのサブユニットからなり、β構造を多く有していた。3量体の中心には直径22Åからなる孔が形成され、cryoprotectantとして用いたトレハロースが1分子結合していた。このことから、HA-3の孔を利用したドラックデリバリーシステムの応用への可能性が示唆された。更に3種類のシアル酸誘導体を結晶にソーキングし、その結合様式を原子レベルで決定し、HA-3の構造活性相関について詳細な情報を得ることができた。

The toxin produced by Clostridium botulinum has a molecular weight of about 150kDa. The SNARE of the toxin is cut off and the host is paralyzed. Hemagglutinin (HA) is the most potent toxin in intestinal epithelial cells, and its subunit(HA-1, HA-2, HA-3) are present. The structure of the toxin molecule is determined by the structure of the molecule. These results indicate that the molecular recognition of neurotoxin complexes can be utilized by techniques and intracellular mechanisms, and that new drug development methods are expected. Crystallization of HA-3 and decomposition of SPring-8 and BL44XU were determined. Mercury induction is determined by SAD. HA-3 is crystalline, 4 molecules exist, and 3 molecules are active. HA-3 3. The center of the volume is 22 mm in diameter, and the hole is formed. The cryoprotectant is used for molecular bonding. The possibility of using the HA-3 hole in this case is demonstrated. In addition, the crystallization of three kinds of HA-3 inducers, the binding formula of HA-3, and the structural activity of HA-3 were determined.