ツゲ　ヒデアキ   TSUGE HIDEAKI
  津下　英明
   所属   京都産業大学  生命科学部 先端生命科学科
   職種   教授
研究期間 2011/04/01～2013/03/31
研究課題 複合体構造解析によるＡＤＰリボシル化毒素の標的タンパク質認識機構の解明
実施形態 科学研究費補助金
研究委託元等の名称 日本学術振興会
研究種目名 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究機関 京都産業大学
科研費研究課題番号 23121529
研究者・共同研究者 津下 英明
概要 ウェルシュ菌由来の二成分毒素Iota毒素（モノADPリボシル化酵素：Iaサブユニット）はアクチンを標的としてモノADPリボシルを起こし、Arg177を修飾する事でアクチンの重合を阻害し、細胞毒性を示すことが知られている。我々はその機能を理解するために毒素とヒト基質タンパクであるアクチンの複合体の結晶構造を非水解性の基質アナログβTADを挟んで、明らかにしている（Tsuge et al. PNAS 2008)。しかしながら、本来の基質であるNAD＋が結合した状態またモノADPリボシル化の反応が進んだ反応後の構造はわかっていなかった。 今回我々はアポIa-アクチンの複合体の大きな結晶を作成し、結晶を凍結させるべく使用した、エチレングリコールを含んだ母液がモノADPリボシル化反応を抑える事を見いだした。これを利用して結晶をソーキングし、反応の前と後に相当するNAD+-Ia-actinとIa-ADP-ribosylated (ADPR)-actinの複合体結晶構造を高い分解能で明らかにした（1.7 および2.2 オングストローム)。また、反応に重要なアミノ酸E378とE380の点変異体を作り、このNAD+-Ia（mutant)-actinでの結晶構造も明らかにした（Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Mar 12;110(11):4267-72.）。 その反応は、まずNAD+からSn1反応により、ニコチンアミドが切れ、オキソカルベニウムカチオン中間体ができ、さらに第２の中間体を経て、アクチンのアルギニン177に近づき、ADPリボシル化の修飾反応が起きると考えられた。第一中間体では構造的緊張（strain)した状態であり、此れが緩和(alleviation)する事により反応が進むstrain-alleviation modelを提唱した。