2012 Fiscal Year Annual Research Report
べん毛超分子モーターの運動エネルギー変換メカニズム
| Project Area | Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity |
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| Project/Area Number |
24117004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
本間 道夫 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50209342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 貴之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20423155)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 運動マシナリー / べん毛 / 電子顕微鏡 / エネルギー変換 / 生体膜超分子 |
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| Research Abstract |
細菌のべん毛の根元にはべん毛モーターと呼ばれる超分子複合体が存在し、これを回転させる事で細菌は運動する。これまでの大腸菌のH+駆動型モーターにおける研究において、回転力産生のための回転子-固定子間相互作用において、FliGとMotAの荷電残基間の静電的相互作用が重要であることが示唆されている。FliGおよびPomAの保存荷電残基およびその周辺残基に着目し、それらの残基を電荷をもたない残基および逆の電荷をもつ残基に置換した変異体を作成した。変異によって、FliGおよびPomAの発現量が大きく変化する事がない事を確認した上で、それらの変異を組み合わせたFliG/PomA二重変異体を作成した。観察した約170の変異体のうち、約20変異体において顕著な運動能の協調的な阻害が見られた。特に、R88A(PomA)/R301A(FliG)変異体やK89A(PomA)/R301A変異体では運動能の阻害が見られなかったのにもかかわらず、R88A/K89A/R301Aでは強い運動能阻害が見られた事から、PomAの隣接するR88とK89残基は相補的にFliG側の負電荷残基と相互作用している可能性が考えられる。また、4つの変異体においては、FliG/PomA二重変異によって運動能阻害からの抑圧が観察され、PomA-E97とFliG-K284との間の静電的相互作用、PomA-R88/K89とFliG-D308/D309との間の静電的相互作用、PomA-E96とFliG-R301との間の相互作用がモーター機能に重要であることが推測された。以上のことにより、Na+駆動型べん毛モーターにおいては、大腸菌のH+駆動型モーターとは異なり、1残基-1残基間相互作用というよりは多残基-多残基間の相互作用がモーター機能に重要である事が判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
クライオ電子顕微鏡によるモーター構造解析について、ミニセルを用いた観察条件の検討を行い、順調に基礎データが得られている。実績報告に書いたように、機能解析は、これまでの蓄積があることから、多くの結果が得られている。べん毛回転測定のを行う為に高速カメラを購入したが、カメラのデータの取り込みに問題が発生したため、高分解能ナノ計測装置の開発が遅れている。全体としては、順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
高速カメラについては、取り入れた高分解能ナノ計測装置の再構築を行い、問題を解決する。それ以外は、おおむね順調に計画は進行しているので、大筋で、これまでどおりに進める。
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Research Products
(31 results)
