抗菌薬排出蛋白質の分子機構-細菌の小型排出蛋白質を例として-

抗菌药物外排蛋白的分子机制-以小细菌外排蛋白为例-

• 批准号: 16790029
• 负责人: 菊川 峰志
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16790029/
• 关键词: 多剤耐性; 膜蛋白質; SMR; EmrE; EbrAB; Smr

ほぼ全ての生物種の細胞膜には,細胞にとって都合の悪い様々な毒物を認識し,能動的に細胞外へと排出する多剤排出蛋白質が存在している.これらの蛋白質は,感染症治療の大きな障害である多剤耐性菌株の出現と密接に係わっている他,分子科学の面からも,構造上相関の無い多様な薬物の認識/排出という興味深い機能を実現している.本研究では,多剤排出蛋白質の中で,最もサイズが小さいSMR(small multidrug resistance)ファミリーに属する蛋白質の分子機構解明を目指した研究を行ってきた.様々な測定手法を適用するためには,蛋白質の高純度な精製が必要なため,SMR蛋白質の大腸菌における大量発現・精製を重要な課題と位置付けて研究を行った.融合タグを用いる方法で,大腸菌のEmrEの大量発現と融合蛋白質の精製は実現できたが,残念ながら,融合タグの分離が依然として困難であった.有機溶媒に溶けるほどのSMRの脂溶性の高さが,プロテアーゼ処理とその後の蛋白質の回収を困難にしていると考えられる.一方,これと平行して,枯草菌のEbrABの膜内トポロジーの決定と,その制御機構を明らかとする研究を行い,興味深い知見を得るに至った.これまでのSMRの研究は,主にEmrEを用いて行われてきた.膜内ではホモダイマーとして機能すると考えられているが,その膜内トポロジーについては,互いに異なる報告がされてきている.本研究では,ヘテロダイマーを形成するEbrABを用い,二つのモノマーが逆平行なトポロジーをとって,膜内に挿入されていることを明らかとした.また,塩基性残基の置換によって,ホモダイマーとしても機能するようになることを明らかとした.これらは,ヘテロダイマー型のEbrABについての結果であるが,おそらく,EmrEなどのホモダイマー型SMRも同様の性質を有すると考えられる.

几乎所有生物物种的细胞膜都包含多种液外排蛋白，这些蛋白质识别出多种毒素，这些毒素对细胞和积极驱除细胞不便。这些蛋白质与多药抗性菌株的出现密切相关，这些蛋白是传染病治疗的主要障碍，也是从分子科学的角度来看，它们在识别/排泄的多种药物方面具有有趣的功能。在这项研究中，多糖外排蛋白的最小尺寸是SMR（小型多药）。我们进行了旨在阐明抗抗性家族的蛋白质的分子机制的研究。为了采用各种测量方法，需要对蛋白质进行高纯度纯化，因此，我们研究了大肠杆菌中SMR蛋白的大规模表达和纯化，这是一个重要的问题。尽管通过使用融合标签可以进行大肠杆菌的大规模表达和融合蛋白的纯化，但仍然很难分离融合标签。可以溶于有机溶剂中的SMR的高脂质溶解度使得治疗蛋白酶和随后的蛋白质恢复很难。同时，同时，我们研究了枯草芽孢杆菌及其控制机制中ebrab的膜内拓扑的确定。合に行はいます。英语：这项研究主要是用EMRE进行的。人们认为它是膜内的同型二聚体的功能，但膜内拓扑的报道彼此不同。在这项研究中，形成异二聚体的Ebrab被用来揭示两个单体通过采用反平行拓扑插入膜中。还揭示了替代基本残留物使其充当同型二聚体。这些是异二聚体类型Ebrab的结果，但是人们认为诸如EMRE之类的均二聚体类型SMR具有相似的属性。

项目成果

All-optical switching in pharaonis phoborhodopsin protein molecules

法老荧光紫红质蛋白分子的全光转换

• 发表时间: 2006
• 期刊: IEEE Trans. On Nanobiosci 5
• 作者: Okiko Miyata;Atsushi Shirai;Shintaro Yoshino;Toshiki Nakabayashi;Yoshifumi Takeda;Toshiko Kiguchi;Daisuke Fukumoto;Masafumi Ueda;Takeaki Naito.;Masuda H.et al.;Takashi Okitsu;Partha P. Mukhopadhyay;Iwaki et al.;S.Roy
• 通讯作者: S.Roy