イオン流駆動型べん毛モーターの生化学的解析

• Project/Area Number: 13780501
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 薬師 寿治 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324388)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: イオンチャネル / エネルギー変換 / ビブリオ菌 / べん毛 / モーター / ナトリウム駆動力 / 生化学

Research Abstract

【研究目的】
ビブリオ菌のNa^+駆動型べん毛の回転は、膜蛋白質であるPomA/PomB複合体、MotXならびにMotYによって行われる。Na^+チャネルでもあるPomA/PomB複合体が行う構造変化が、べん毛モーターを回転させると考えられる。本研究はPomA/PomB複合体、MotXならびにMotYの生化学的解析を目指している。平成14年度は、PomA/PomB複合体のNa^+透過活性の検討とMotYの精製の検討を行った。
【研究成果】
1.精製PomA/PomB複合体のNa^+透過活性:平成13年度の研究において精製したPomA/PomB複合体を再構成したプロテオリポソームを用いて、拡散電位に依存した^<22>Na^+取り込みの検出を試みたが、有意な結果を得ることはできなかった。
2.PomA/PomB複合体を大量発現した膜標品のNa^+透過:三種類全てのNa^+/H^+アンチポーターを欠失した大腸菌に野生型PomA/PomB複合体、ならびにNa^+透過活性の上昇が期待されたPomA/PomB複合体を大量発現した膜画分を用いて、拡散電位に依存した^<22>Na^+の取り込みを試みたが、有意な結果を得ることはできなかった。
3.水溶性MotYの精製:MotYはMotX非存在下にはペリプラズムに可溶性蛋白質として局在する。この水溶性MotYを大量に調製するため、大量発現系の構築を行った。ペリプラズム画分より、ヒスチジンタグを付加した水溶性MotYを金属アフィニティーカラムにより、ほぼ純粋な状態まで精製することができた。1Lの培養から約1mgの精製標品を得ることができた。構造解析に向けて一歩踏み出すことができた。

Research Products

• [Publications] Asai, Y. et al.: "Ion-coupling determinants of Na^+-driven and H^+-driven flagellar motors"J. Mol. Biol.. 327. 453-463 (2003)
• [Publications] Okabe, M. et al.: "MotX and MotY, specific components of the sodium-driven flagellar motor, colocalize to the outer membrane in Vibrio alginolyticus"Mol. Microbiol.. 46. 125-134 (2002)
• [Publications] Yorimitsu, T. et al.: "The systematic substitutions around the conserved charged residues of the cytoplasmic loop of Na^+-driven flagellar motor component PomA"J. Mol. Biol.. 320. 403-413 (2002)
• [Publications] Okabe, M., Yakushi, T., Asai, Y., Homma, M.: "Cloning and characterization of motX, a Vibrio alginolyticus sodiumdriven flagellar motor gene"J. Biochem.. 130(6). 879-884 (2001)