結晶構造解析による赤痢菌エフェクターの作用機構の解明とその応用

晶体结构分析阐明志贺氏菌效应子作用机制及其应用

• 批准号: 14J10879
• 负责人: 西出 旭
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10879/
• 关键词: X線結晶構造解析; 赤痢菌; エフェクタータンパク質; OspI; IpaH; ユビキチン経路

病原菌は感染に際し、エフェクターと呼ばれる約３０種類のタンパク質を宿主細胞へ分泌し、宿主の持つ防御機構を妨げることで感染を成立させる。これらの中で、脱アミド化酵素ＯｓｐＩ及びユビキチンリガーゼＩｐａＨファミリータンパク質は自然免疫応答を抑制することが、報告されている。先行研究として赤痢菌エフェクターＯｓｐＩの構造研究を行い、ＯｓｐＩによる特異的なＵｂｃ１３認識機構を明らかにした。しかし、赤痢菌による宿主免疫系の制御にはＩｐａＨファミリーも関わっており、ＯｓｐＩ単独の研究だけでは病原性細菌による宿主の免疫系阻害機構の理解およびこのエフェクターを制御することによる薬剤の開発には不十分である。そこで、ＯｓｐＩの研究と共にＩｐａＨの構造解析を行うことにより、病原性細菌による宿主免疫系の抑制機構の理解および、エフェクターの機能を制御する薬剤開発の基盤構築を目的として本研究を行った。ＩｐａＨに関しては、２６年度に行ったＩｐａＨ４との相互作用解析により結合が示唆されていた３種類の化合物をもちいて、これらの阻害活性を検証したが、何れの化合物も有意な阻害活性を持たなかった。しかし、ＩｐａＨ４、ＩｐａＨ３の活性の詳細を明らかにするために、ユビキチン変異体を用いたｉｎ　ｖｉｔｒｏユビキチン化実験を行ったところ、これまで報告になかった連結様式のユビキチン鎖も伸長することが示唆された。ＯｓｐＩは、類似の活性を持つ酵素を阻害することが報告されている化合物を用いて、化合物との複合体結晶構造解析を行った。その結果、複合体構造を分解能２．６Åで決定することに成功した。ＯｓｐＩは活性残基が化合物と共有結合を形成した阻害型構造を形成しており、ＯｓｐＩと阻害剤の原子レベルの構造情報を得ることができた。

About 30 species of pathogens are secreted by host cells and maintained by host defense mechanisms. This is a report on the inhibition of natural immune response by the enzyme OspI and its receptor. The structure of OspI is studied in advance, and the specific Ubc13 is recognized in the future. The development of immune system resistance mechanisms for pathogenic bacteria is not well understood. The aim of this study is to analyze the structure of IpaH, understand the inhibitory mechanism of host immune system and control the function of pathogenic bacteria, develop the base plate structure of IpaH. IpaH4 interaction analysis in 2006 showed that the three kinds of compounds had different inhibitory activities. The activity of IpaH4 and IpaH3 is described in detail in the following paragraphs: OspI was reported to be an inhibitor of similar enzyme activity, and the crystal structure of the compound was analyzed. The results and complex structure decomposition energy were determined by 2.6%. OspI is the active residue of the compound and the formation of a common structure.

项目成果

Structural basis for the recognition of Ubc13 by the Shigella flexneri effector OspI.

• DOI: 10.1016/j.jmb.2013.02.037
• 发表时间: 2013-08
• 期刊: Journal of molecular biology
• 影响因子: 5.6
• 作者: A. Nishide;Minsoo Kim;K. Takagi;Ai Himeno;Takahito Sanada;C. Sasakawa;T. Mizushima

赤痢菌エフェクターＩｐaＨ１８８０の結晶化と構造解析 ユビキチンネオバイオロジー

志贺氏菌效应子 IpaH1880 泛素新生物学的结晶和结构分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 西出旭;Minsoo Kim;笹川千尋;水島恒裕
• 通讯作者: 水島恒裕

構造学的手法を用いた赤痢菌エフェクターＩｐａＨファミリーの反応機構の解析

利用结构方法分析志贺菌效应子IpaH家族的反应机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 西出旭

赤痢菌エフェクターOspIの結晶構造解析による観戦機構の解明

通过志贺氏菌效应子 OspI 的晶体结构分析阐明观察机制

• 发表时间: 2014
• 作者: 西出旭;水島恒裕
• 通讯作者: 水島恒裕

赤痢菌エフェクターIpaH1880反応機構の解析

志贺菌效应子IpaH1880反应机制分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 西出旭