細菌の接着を担う分子に、結合をほどくpHセンサーを発見 ―強固な接着を支える化学反応が、周囲の環境への迅速な応答も担う―

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2026-10-22 東京大学

東京大学の研究グループは、細菌の接着分子に含まれる「チオエステルドメイン(TED)」が、周囲のpHに応じて標的分子との結合・解離を調節する仕組みを発見した。A群レンサ球菌の接着タンパク質SfbIとヒトのフィブリノゲンとの相互作用を、バイオレイヤー干渉法でリアルタイム測定した結果、TEDが形成した強固な共有結合は自発的に切断され、弱酸性環境では解離が促進されることが分かった。さらに、系統的に離れたウェルシュ菌の接着分子でもpH依存性が確認された。この反応は遺伝子発現の変化を待たずに起こるため、細菌が環境に迅速に応答し、宿主への付着や免疫回避などを切り替える仕組みの理解につながると期待される。

細菌の接着を担う分子に、結合をほどくpHセンサーを発見 ―強固な接着を支える化学反応が、周囲の環境への迅速な応答も担う―
細菌接着分子におけるチオエステルドメインのpH応答的接着

<関連情報>

細菌チオエステルドメインによる化学的にコード化されたpH調節可能な共有結合接着 Chemically encoded pH-tunable covalent adhesion by a bacterial thioester domain

Yuki Tokunaga, Ryo Matsunaga, Hiroko Kozuka-Hata, Masaaki Oyama, and Kouhei Tsumoto
Science Advances  Published:21 Oct 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg7646

Abstract

Thioester domains (TEDs) represent a family of bacterial adhesin domains that mediate covalent anchoring to target ligands via an intramolecular thioester bond. Although the broad distribution of TEDs among Gram-positive bacteria suggests a critical functional role, the biological significance of this covalent mechanism remains unclear. In this study, we demonstrated that TED-mediated covalent anchoring is reversible and that its equilibrium is regulated by pH. Specifically, SfbI-TED from group A Streptococcus binds tightly to fibrinogen at physiological pH, whereas mild acidification to pH 6.0 induces rapid dissociation of the complex. Thermodynamic analyses indicated that this pH responsiveness is largely dictated by the intrinsic pH sensitivity of the thioester-mediated acyl transfer reaction conserved within TEDs, rather than by surface residues specific to individual TEDs. Similar pH-dependent behavior was observed in phylogenetically distinct TEDs, suggesting that pH-responsive adhesion is likely to be a broadly shared feature of TED-containing adhesins across Gram-positive bacteria.

生物化学工学
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