髄膜炎菌がタンパク質に糖をつける独特な仕組み

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特定の病原菌を狙い撃ち、耐性菌の出にくい薬の開発へ

2018-02-15 理化学研究所,日本医療研究開発機構

要旨

理化学研究所(理研)横山構造生物学研究室の仙石徹研究員、柳沢達男研究員、横山茂之上席研究員らの共同研究グループ※は、髄膜炎菌[1]の正常な増殖に必要なタンパク質「EarP」が、タンパク質「EF-P[2]」に糖を付加する新たな仕組みを明らかにしました。

天然のタンパク質はアミノ酸がつながってできています。そして、多くのタンパク質は、さまざまな種類の化学修飾を受けることで働きが制御されています。2016年に横山上席研究員らは、髄膜炎菌において、EarPがEF-Pタンパク質の特定のアルギニン(アミノ酸の一種)残基[3]にラムノース[4]という糖を付加(ラムノシル化)し、このラムノシル化が細菌の正常な増殖に不可欠であることを明らかにしました注1)。しかし、このアルギニンのラムノシル化という独特な化学修飾がどのように行われるのかは分かっていませんでした。

今回、共同研究グループはX線結晶構造解析[5]により、EarPがEF-Pにどのように働くかを詳しく調べました。その結果、EF-Pのラムノシル化されるアルギニンを含むドメイン[6]部分がEarPに結合し、幅広い相互作用面積を作ることでEF-Pのアミノ酸残基と相互作用をしていることが分かりました。さらに、モデリングと分子動力学シミュレーション[7]を用いて、ラムノシル化反応が起こる際、ラムノースの形が反転することで反応が促進されることを明らかにしました。これらの特徴は、これまでに知られていた糖転移酵素[8]にはみられないものです。

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