異なるウイルスに共通する、細菌の急所を狙う戦略とは？ ～細胞壁づくりを止めるタンパク質の構造から、進化の共通点を探る～

　奈良先端科学技術大学院大学（学長：塩﨑一裕）先端科学技術研究科バイオサイエンス領域構造生命科学研究室の塚崎智也教授、甲賀栄貴助教、宮崎亮次助教、博士後期課程学生の細田凱斗、呉思賢らの研究グループは、同大学蛋白質デザイン工学研究室の謝銘輝准教授、高輝度光科学研究センター（JASRI）の重松秀樹主幹研究員との共同研究により、細菌に感染するウイルス（バクテリオファージ）が持つ小さな溶菌タンパク質SglPP7が、細胞壁の材料を運ぶ膜タンパク質MurJの働きを阻害する仕組みを明らかにしました。さらに、他のファージの溶菌タンパク質との比較から、細菌の同じ急所を狙う共通の戦略と、それぞれに特徴的な結合様式を明らかにしました。

　細菌の細胞壁は、細胞の形を保ち、内部の圧力から細胞を守るために欠かせません。MurJは、細胞壁の材料である「リピドII」を細胞膜の内側から外側へ運ぶタンパク質で、形を変えることで輸送を行います。一部のファージは、このMurJの働きを止める溶菌タンパク質を利用し、細胞壁づくりを妨げて細菌を破裂させます。しかし、アミノ酸配列の異なる溶菌タンパク質が、どのように同じMurJを阻害するのかは十分に分かっていませんでした。

　今回の研究では、クライオ電子顕微鏡を用いてMurJとSglPP7の複合体の立体構造を解析しました。その結果、SglPP7がMurJの溝に結合するとともに、C末端部分を内部の空洞に差し込んでいることが分かりました。構造解析と機能解析、分子動力学シミュレーションの結果から、SglPP7がMurJを外向き構造に安定化し、輸送に必要な構造変化を妨げるモデルを提案しました。さらに、他のファージの溶菌タンパク質との比較により、「収斂進化」の可能性を示唆するとともに、同じ標的を阻害する分子機構の多様性を示しました。

　本研究は、ファージが細菌の生存に欠かせない仕組みを阻害する戦略を、共通性と多様性の両面から理解する手掛かりとなります。また、今回明らかになった結合様式は、MurJを標的とする新たな抗菌薬の開発に向けた基盤的知見を提供します。
本研究成果は、国際科学雑誌「PLOS Biology」に2026年10月28日（水）午前3時（日本時間）に公開されました（DOI：10.1371/journal.pbio.3004039）。