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環境適応型ハイブリッドべん毛モーターのトルク特性と固定子の結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 10J01439
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

寺原 直矢  大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsべん毛モーター / 固定子 / X線結晶構造解析 / 1分子計測 / Bacillus属細菌
Research Abstract

本研究では、好アルカリ性細菌Bacillus clausiiの環境適応型ハイブリッドべん毛モーター固定子MotAB複合体の結晶化およびx線構造解析を行い、イオン選択性における原子レベルでのメカニズムの解明とべん毛モーターの回転機構の解明を目的とした。さらに、共役イオンが変化する環境適応型べん毛モーターのビーズアッセイ法による1分子回転計測を行うことで、エネルギー変換における新たな知見を得ることを目指した。
結晶構造解析においては、B.clausiiのMotAB複合体とともに好アルカリ性Bacillus属細菌に共通の固定子Motps複合体の両方を結晶構造解析のターゲットタンパク質とした。Motps複合体に関しては、よく単分散した高純度精製サンプルの調製に成功し結晶化を試みてきたが、得られた結晶はすべて界面活性剤由来のもので、タンパク結晶はまだ得られていない。現在、他の界面活性剤を検討するとともに、脂質膜を用いた2次元結晶の作製を行っている。一方、B.clausiiのMotAB複合体に関しては複合体での発現が困難であるため、モーターへの組み込みに重要とされているMotBタンパク質のC末端側ドメインの精製および結晶化を試みた。その結果、いくつかの条件下においてタンパク結晶が得られたが、構造解析に至るほどの分解能を有していなかった。現在、結晶化条件の最適化を行い、構造解析に適した結晶の作製を行っている。
1分子回転計測では、H^+とNa^+をそれぞれ共役イオンとして利用する固定子MotABとMotPSの両方を持つBacillus subtilisの系で測定を試みた。その結果、MotPSはMotABに比べ、最大トルクおよび最高速度が低いことが分かり、べん毛基部体に組み込まれにくく、チャネル活性も低いことが示唆された。現在、これらを指標に、B.clausiiのMotABを発現させ、測定中である。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] A Bacillus flagellar motor that can use both Na_+ and K_+ as a coupling ion is converted by a single mutation to use only Na_+2012

    • Author(s)
      Naoya Terahara, Motohiko Sano, Masahiro Ito
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: e46248-e46248

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0046248

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ハイブリッドエンジンを搭載した枯草菌べん毛モーター. Torque-speed relationship of the flagellar motor driven by two distinct stators.2013

    • Author(s)
      寺原直矢
    • Organizer
      2012年度べん毛研究交流会
    • Place of Presentation
      よろこびの宿 しん喜(群馬県)
    • Year and Date
      2013-03-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる2種類の固定子で駆動する枯草菌べん毛モーターのトルク特性の解析2012

    • Author(s)
      寺原直矢, et al
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会第38回討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2012-12-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 2種類の異なる固定子から構成されるべん毛モーターのトルク特性の解析. Torque-speed relationship of the flagellar motor consisting of two distinct stators.2012

    • Author(s)
      Terahara, N., et al
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 好アルカリ性Bacillius属細菌の分子系統学的解析から見つかった"K_+で駆動する"新奇べん毛モーター2012

    • Author(s)
      寺原直矢, et al
    • Organizer
      第9回21世紀大腸菌研究会
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
    • Year and Date
      2012-06-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 外環境pHによりイオン選択性が変化するべん毛モーター固定子のX線結晶構造解析2012

    • Author(s)
      寺原直矢
    • Organizer
      科研費新学術領域「細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎」平成24年度全体会議
    • Place of Presentation
      湯元富士屋ホテル(神奈川県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular phylogenetic analysis of flagellar stator proteins of alkaliphilic Bacillus species and the finding of a novel type flagellar motor2011

    • Author(s)
      寺原直矢, et al
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 好アルカリ性Bacillus属細菌のべん毛モーター固定子の分子系統学的解析と新規べん毛モーターの発見2011

    • Author(s)
      寺原直矢, et al
    • Organizer
      第37回日本生体エネルギー研究会討論会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都府)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 好アルカリ性Bacillus属細菌が持つべん毛モーター固定子の分子系統解析Molecular phylogenetic analysis of flagellar stator proteins of alkaliphilic Bacillus species.2010

    • Author(s)
      Terahara, N., et al.
    • Organizer
      日本生物物理学会第48回年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/02/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/02/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/02/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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