大型放射光施設 SPring-8

公開日

2025年09月03日

2025年9月3日
大阪医科薬科大学
高輝度光科学研究センター

◎　細菌のRNA結合タンパク質KhpBの構造を高解像度X線結晶解析で解明した。
◎　RNA結合タンパク質がRNA分子を結合する新しい仕組みを発見した。
◎　KhpBは病原性発現の鍵を握るタンパク質であり、抗菌薬開発への応用が期待される。

細菌は、環境に応じて遺伝子発現を巧みに制御しており、その中でもgRBPを介した転写後調節は重要な役割を担っています。これまでに、CsrA、Hfq、ProQといったgRBPがよく知られており、それらのタンパク質は翻訳効率やRNA安定性の制御を通じて細菌の増殖や病原性に関与しています。近年、KhpBという新たなgRBPタンパク質が注目されており、多様なグラム陽性・陰性菌で遺伝子発現を調節していることが示唆されています。 例えば、ヒトの常在菌であるFusobacterium nucleatumは、大腸がんの発症や進展に寄与することが分かってきていますが、この細菌のKhpBは多様なRNAと相互作用し、病原性の発現に関与すると考えられています。KhpBはRNA結合に関与する2つのドメイン（KHおよびR3H）を持ちますが、その詳細なRNA認識機構は不明でした。本研究では、Thermus thermophilus由来のKhpBをモデル分子として用いて、SPring-8の放射光によるX線結晶構造解析を行い、両ドメインによる協調的なRNA認識の仕組みを解明しました。

本研究は、KhpBのRNA認識の仕組みを原子レベルで理解した初の報告であり、今後、病原性細菌におけるKhpBの標的RNA分子の同定、さらには新たな抗菌戦略の開発につながると期待されます。

一般的に、タンパク質の高解像度X線結晶構造解析では良質な結晶が必要となります。本研究で解析対象としたKhpBについては、良質な結晶の作製が困難でしたが、SPring-8の高輝度X線と共同研究者による最適なデータ取得のための工夫により、高解像度の構造解析に成功しました。本成果は基礎的な知見ですが、KhpBの構造情報は将来的な抗菌戦略の開発にもつながる可能性があります。今後も本タンパク質の機能解明を進め、応用研究への展開を目指していきます。

本研究は、日本学術振興会科学研究費助成事業の支援を得て行われました。

【用語説明】