連鎖球菌による宿主細胞表層多糖の認識及び分解機構の解明とその感染症治療への応用

阐明链球菌对宿主细胞表面多糖的识别和降解机制及其在感染性疾病治疗中的应用

基本信息

批准号：
12J02291
负责人：
中道優介
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02291/
关键词：
グリコサミノグリカンリアーゼヒドロラーゼ X線結晶構造解析

项目摘要

グリコサミノグリカン(GAG)には、1,3グリコシド結合を有するピアルロン酸やコンドロイチンと1,4グリコシド結合のヘパリンやヘパラン硫酸が存在する。本年度は、細菌における1,4結合のGAGの認識と分解に関わる分子機構の解明に焦点を当て、ヘパラン硫酸リアーゼ(HepC)の立体構造並びに不飽和ヘパリンニ糖に特異性を示す不飽和グルクロニルヒドロラーゼ(UGL)の立体構造と基質認識機構を解析した。[1] HepCの結晶構造GAG資化細菌Pedobacter heparinusに由来するHepCの立体構造を明らかにした。HepCはα/α-バレルのN末端ドメインと逆平行β-シートのC末端ドメインから構成されており、活性部位はドメイン間のクレフトに存在することが示唆された。[2] UGLによる不飽和ヘパリンニ糖の認識機構P. heparinus由来の不飽和ヘパリンニ糖に特異性を示すUGL (Phep_2830)の立体構造を分解能1.35Åで決定した。不飽和コンドロイチンニ糖に特異性を示すUGLとの構造比較、ドッキングシミュレーション、並びに変異体解析により、Phep_2830における不飽和ヘパリンニ糖の認識には、活性部位のポケット構造とループが重要であることが分かった。[3]ヘパリン/ヘパラン硫酸結合タンパク質の探索ヘパリンをリガンドとしたカラムを用いて、連鎖球菌の細胞表層画分からヘパリン/ヘパラン硫酸に親和性を示す分子量約40,000の候補タンパク質を得た。ヘパリンやヘパラン硫酸は、哺乳類を始めとする種々の動物の細胞外マトリックスに含まれるため、本研究成果は感染や共生などの細菌と宿主との相互作用機序の解明につながることが期待される。

糖胺聚糖（GAGS）包括具有1,3糖苷键，软骨素和肝素和硫酸乙酰肝素硫酸盐和1,4糖苷键的甲酸酸。今年，我们专注于阐明细菌中识别和降解涉及的分子机制，并分析了乙酰硫酸盐裂解酶（HEPC）的空间结构（HEPC）的空间结构以及空间结构和副识别机制，不饱和良好的水解酶（ugl）的特定于特定于葡萄糖的水解酶（ugl）的特定于表现。 [1] HEPC的晶体结构已阐明了HEPC的三维结构，该结构已阐明了源自插科打的细菌肝细菌肝细菌。 HEPC由α/α-桶的N末端结构域和反平行β-片的C末端结构域组成，这表明该域之间存在活性位点。 [2] UGL的不饱和肝酸糖的机制（PHEP_2830）的三维结构（P.2830）以1.35Å的分辨率确定了来自肝炎猪笼草的不饱和肝素糖的特异性。与UGL的结构比较，该比较表现出对不饱和软骨素的含糖，对接模拟和突变分析的特异性，表明活性位点的袋结构和环对识别PHEP_2830中不饱和肝素乳糖的识别很重要。 [3]使用肝素作为配体，从链球菌细胞的表面分数中获得，使用肝素作为配体的柱搜索肝素/硫酸盐结合蛋白，分子量约为40,000的候选蛋白。肝素和硫酸肝素含有包括哺乳动物在内的各种动物的细胞外基质中，预计这项研究将导致细菌与宿主之间的相互作用机理，例如感染和共生。