多刺激受容型レセプターによるシグナル伝達と適応の分子機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480190
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 川岸 郁朗 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80234037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 薬師 寿治 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324388)
• Keywords: 大腸菌 / 走化性 / シグナル伝達 / pH / 温度 / 適応 / メチル化 / タンパク質相互作用

Research Abstract

【1】走化性レセプターの多刺激受容に着目した解析を行い,以下のような成果を得た.これらは,解析の難しいpHや温度刺激の受容メカニズムに迫るばかりでなく,レセプターのシグナル産生・制御機構を解明する上でも重要な知見である.
(1)走化性レセプターTarは細胞内pH低下を誘引刺激として認識するが,Tsrは忌避刺激として認識する.両者から様々なキメラレセプターを作製した.一連の解析の結果,膜貫通領域とシグナル産生・適応領域をつなぐリンカー領域がpH受容に関与することがわかった.これにより,リンカー領域が重要な生理的機能をもつことが初めて示唆された.さらに詳しい解析の結果,TarのR259残基がpH受容に決定的な役割を果たしていることが示唆された.(発表済)
(2)Tarは温度上昇を誘引刺激として感知するが,Tapは忌避刺激として感知する.両者からキメラレセプターを多数作製して解析した結果,膜貫通領域が温度受容に重要であることが示唆された.(投稿準備中)
【2】走化性において適応(一定の刺激が続くと応答が減衰する性質)は必須である.適応はレセプターの可逆的メチル化によって起こる.適応に関して以下のような成果を得た.
(1)メチル化酵素CheRは,レセプターのメチル化部位から離れたC末端配列NWETFに結合するが,TarのW550残基をAに置換するとCheRとの結合が失われる.この変異を抑圧するtar遺伝子内変異を単離し,解析した.(投稿中)
(2)CheRと緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質を作製・解析した.その結果,CheRは極付近に局在すること,その局在はCheR βサブドメインとレセプターNWETF配列の結合に依存することが示された.また,機能不明であったCheR N末端ドメインについて生化学的解析を行った結果,レセプターのメチル化部位との結合に重要であることが示唆された.(投稿中)

Research Products

• [Publications] Umemura, T., Matsumoto, Y., Ohnishi, K., Homma, M., Kawagishi, I.: "Sensing of cytoplasmic pH by bacterial chemoreceptors involves the linker region that connects the membrane-spanning and the signal-modulating"J. Biol. Chem.. 277(2). 1593-1598 (2002)