要旨：

世界的な抗菌薬耐性の増加に伴い、ペストの原因菌であるイェルシニア・ペスティス（Yersinia pestis）などの再出現病原体に対する懸念が再び高まっている。Y. pestisの重要な病原性因子の一つは、III型分泌系（T3SS）であり、これによりエフェクタータンパク質が宿主細胞内に直接注入される。輸送を担う針状の構造 は、YscFタンパク質の重合によって形成されるが、その完全なオリゴマー構造構造 や、機能を阻害する変異の影響については、依然として十分に解明されていない。

本研究では、AlphaFold 3を用いて、YscFタンパク質の主要な変異体のオリゴマー集合体をモデル化した。解析対象とした変異体は、これまでのin vitro研究において、ニードル形成およびその調節に大きな影響を及ぼすことが判明していた。これらには、単一変異体、R73A、二重変異体、D28A/D46A、および多部位変異体が含まれる。 具体的には、恒常的分泌（CS）変異体（I13A、D17A、D28A、D46A）および非分泌（NS）変異体（N31A、V34A、D77A、I82A）である。 21サブユニットおよび24サブユニットのオリゴマーモデルを構築し、PyMOL および定量的構造解析を用いて評価した。ヘリカルアラインメント、サブユニット間距離、および界面接触面積を用いた比較評価により、R73AおよびD28A/D46A変異体は伸長性と対称性を保持しており、機能的な分泌と一致することが明らかになった。 対照的に、CSおよびNS変異体は、構造的に凝縮または歪んだ集合体を形成し、これは異常な分泌表現型と相関していた。

このデータは、T3SSの組み立ての構造的基盤に関する知見を提供するとともに、特定のアミノ酸置換がどのように高次オリゴマー化を阻害し得るかを浮き彫りにしている。本研究は、分泌システムの構造に関するメカニズムの理解を深めるだけでなく、将来の構造研究を支える複雑な高分子の挙動を予測する上で、深層学習モデルの有用性を実証している。

登壇者：

ステファニー・ベリド、ノヴァ・サウスイースタン大学

ステファニー・ベリド、ルカ・ヴァルゲーゼ、デヴ・パテルは、ノヴァ・サウスイースタン大学の学部生であり、「YscF変異体のディープラーニングに基づく構造モデリング」について発表を行う予定です。