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ビブリオ菌べん毛モーターにおける固定子のトルク産生に関する解析

Research Project

Project/Area Number 17770128
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

薬師 寿治  Shinshu University, 農学部, 准教授 (30324388)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords細菌 / 生体エネルギー変換 / 分子間相互作用 / 分子モーター / 生体超分子構造 / べん毛モーター / ビブリオ菌 / 膜タンパク質 / バクテリアべん毛モーター / 回転子-固定子間相互作用 / ジスルフィド結合 / 膜蛋白質 / 超分子複合体 / ナノバイオロジー / Na^+共役 / 海洋ビブリオ菌 / 大腸菌Na^+べん毛モーター / 荷電アミノ酸残基
Research Abstract

細菌はスクリューとしてはたらくべん毛繊維を回転させて泳ぐことができる。べん毛の根本にあるべん毛モーターは,高性能の回転型分子モーターである。イオンチャネルでもある固定子は回転子の周りを取り囲み,その中を共役イオンが透過することによって生じる構造変化が回転子を回転させると考えられている。ビブリオ菌のべん毛モーターはNa^+が共役イオンである点でユニークである。固定子の作用を素過程に分け,特に本年度は「回転子との相互作用」に着目して解析を行った。固定子を構成するPomA/PomBのうち,PomA蛋白質が回転子と相互作用すると考えられている.しかし,H^+共役型モーターで示されている実験をビブリオ菌で行っても,PomAと回転子蛋白質との相互作用は曖昧なままである。ここでは,今まで注目されてこなかったPomAのC末端領域に着目して変異体を作製し解析した。
はじめに,Na^+共役型のPomA相同体で保存されており,かつH^+共役型の相同体で保存されていない荷電アミノ酸残基を検索した。8つの荷電アミノ酸残基を見いだし,その荷電を逆転させるような変異を導入し機能を解析した。そのうち3つの変異体が機能を失っており,そのうちの1つが別の固定子蛋白質PomBとの相互作用が著しく弱くなっていた。残り2つの変異体は,野生型に比べPomBやPomA自身との相互作用に顕著な差異を持っていなかった。これらの変異体が回転子との相互作用に欠陥を持っている可能性があり,今後の解析が必要である。PomAのC末端領域が重要な役割を持っていることが明らかとなり,この領域と回転子蛋白質との相互作用を調べるための,サプレッサー変異の解析や回転子蛋白質とめ相互作用解析への基礎を整備することができた。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 2 results)

  • [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray analysis of MotY,a stator component of the Vibrio alginolyticus polar flagellar motor2007

    • Author(s)
      Shinohara A, Sakuma M, Yakushi T, Kojima S, Namba K, Homma M, Imada K.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 63

      Pages: 89-92

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The bidirectional polar and unidirectional lateral flagellar motors of Vibrio alginolyticus are controlled by a single CheY species2007

    • Author(s)
      Kojima M, Kubo R, Yakushi T, Homma M, Kawagishi I.
    • Journal Title

      Mol Microbiol. 64

      Pages: 57-67

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles of the intramolecular disulfide bridge in MotX and MotY, the specific proteins for sodium-driven motors in Vibrio spp.2006

    • Author(s)
      Yagasaki J, Okabe M, Kurebayashi R, Yakushi T, Homma M
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology 188・14

      Pages: 5308-5314

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Role of the intramolecular disulfide bond in FlgI, the flagellar P-ring component of Escherichia coli.2006

    • Author(s)
      Hizukuri Y, Yakushi T, Kawagishi I, Homma M
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology 188・12

      Pages: 4190-4197

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Roles of charged residues of rotor and stator in flagellar rotation : comparative study using H^+-driven and Na^+-driven motors in Escherichia coli.2006

    • Author(s)
      Yakushi T, Yang J, Fukuoka H, Homma M, Blair DF
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology 188巻・4号

      Pages: 1466-1472

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Regulation of polar flagellar number by the flhF and flhG genes in Vibrio alginolyticus.2006

    • Author(s)
      Kusumoto A, Kamisaka K, Yakushi T, Terashima H, Shinohara A, Homma M
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry(Tokyo) 139巻・1号

      Pages: 113-121

    • NAID

      10018848575

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Assembly of motor proteins, PomA and PomB, in the Na^+-driven stator of the flagellar motor.2005

    • Author(s)
      Fukuoka H, Yakushi T, Kusumoto A, Homma M
    • Journal Title

      Journal of Molecular Biology 351巻・4号

      Pages: 707-717

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interactions of MotX with MotY and with the PomA/PomB sodium ion channel complex of the Vibrio alginolyticus polar flagellum.2005

    • Author(s)
      Okabe M, Yakushi T, Homma M
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry 280巻・27号

      Pages: 25659-25664

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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