Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
発動分子が連続的にエネルギー変換して運動するためには，少なくとも2つの独立した分子間の結合解離と構造変化を共役させる必要がある．生物がもつ発動分子群がいとも簡単に分子間の結合解離を実現するメカニズムを知ることは，人工発動分子の創出に有益な情報になるだろう．本研究では，細菌遊泳の原動力を生み出す発動分子「べん毛モーター」を研究対象とする．光架橋法と顕微鏡解析を組み合わせて，モーター回転子と固定子間における構造-機能相関を残基レベルで可視化することを目指す．
本研究の対象である細菌べん毛モーターは，細菌の表層から突き出ている螺旋状のべん毛繊維をスクリューのように回転させて細菌遊泳の原動力を生み出す発動分子である．モーターの回転力は，固定子MotA/B複合体の細胞質ドメインと回転子リングを構成するFliGタンパク質の間の相互作用によって生まれ，その分子間相互作用を精緻に計測することがメカニズム解明の鍵となる．本年度は，昨年度までに構築した光架橋を用いた手法を用いて，分子間相互作用の検出をおこなった．具体的には，回転子FliGの281-290番目の残基について１アミノ酸ずつ非天然型アミノ酸pBPAに置換したモーターを作製した．これらの変異体について，モーター回転を記録しながら紫外光照射した結果，分子間架橋が生じるかどうかを検出することで，モーター回転を生み出す部位を探索した．その結果，281や288といった残基がpBPAに置換されると，モーターは紫外光照射直後に停止した一方，まったく紫外線の影響を受けない残基もみられた．さらに，ウエスタンブロッティングによりMotAとFliGの両方の抗体で検出できるMotA－FliG架橋産物が検出された．これらの結果により，FliGのある特定の残基がMotAに直接相互作用しながら，回転トルクを発生していることが示され，過去に報告された分子遺伝学との良い一致もみられた．この結果をもとに，pBPAに置換する範囲をさらに広げて探索したところ，プレリミナリーではあるが，FliGのMotAとの直接相互作用する部位を面として検出ができた．
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2020 2019 Other
All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results)
Scientific Reports
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 15887-15887
10.1038/s41598-020-72429-1
Biomolecules
Volume: 10 Issue: 7 Pages: 1078-1078
10.3390/biom10071078
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 2351-2351
10.1038/s41598-020-59172-3
120006811771
