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細菌毒素タンパク質の膜透過機構の一端を解明

2020/03/10

京都産業大学大学院 生命科学研究科 津下英明教授、筑波大学生存ダイナミクス研究センター 岩崎憲治教授らの研究グループは、ウェルシュ菌の二成分毒素:イオタ毒素のタンパク質膜透過を担う装置(Ib)とその基質タンパク(Ia)の複合体構造を明らかにし、タンパク質透過機構の一端を解明しました。

ウェルシュ菌などの細菌が産生する二成分毒素は毒素タンパク質 (酵素成分) とこれを宿主の細胞に入れるための透過装置(膜孔) から構成されています。膜孔によって形成される膜孔口径はとても小さいため、酵素成分がこのトンネルを通過する際には、一度形成された三次構造が解かれなければいけません。しかしながら、それがどのようにして起きるのかは明らかにされてきませんでした。

今回、本研究グループはウェルシュ菌タイプEが産生する、アクチンをADPリボシル化する酵素Iaと、Iaを細胞内へ輸送するIb膜孔で構成されるイオタ毒素の複合体の構造を、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子構造解析によって、明らかにすることに成功しました。

図 イオタ毒素の細胞侵入機構
ウェルシュ菌から産生された膜結合成分Ibは膜孔を形成し、酵素成分Iaを細胞内に輸送する。Iaは細胞内に侵入すると細胞骨格を形成するアクチンをADPリボシル化し、アクチンの再重合を阻害する。

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