2017 Fiscal Year Annual Research Report
バクテロイディア科細菌線毛の形成モデル─Ｘ線結晶構造解析と分子再構成実験─
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16H05504
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中山 浩次 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80150473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今田 勝巳 大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細菌 / 蛋白質 / 感染 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は以下について成果がみられた。
１．Porphyromonas gingivalis ATCC33277株のFimAタンパク質（Pro領域を含む）を大腸菌にて大量発現させ、高純度で精製を行った。他方、Potempa 博士より分与して頂いたP. gingivalis組換え株からHisタグ付きRgpプロテアーゼを培養上清から高純度で精製した。両者を混和したのち、ポリエチレングリコールにてポリマー分子を濃縮した。酢酸ウランを用いた陰性染色を施し、透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、ラセン状の線毛様構造をもつ線維が多数、観察された。Ｖ型線毛において初めてin vitroにて線毛様構造を呈するFimA重合体を作製することに成功した。
２．P. gingivalis TDC60株（II型Fim線毛）およびATCC33277株（I型Fim線毛）のFimAタンパク質のＸ線結晶構造解析を行い、II型FimAタンパク質では1.6オングストロームの解像度で構造が決定できた。I型FimAタンパク質については2.5オングストローム程度の解像度の結果が得られた。
３．線毛様構造をとるI型FimA重合体をクライオ電子顕微鏡にて観察し、画像処理技術を用いて4.5オングストローム程度の解像度の像を得ている。この像にＸ線結晶構造解析より得られたI型FimA分子構造を当てはめたところ、平成29年度のCell誌に発表した「C末端ストランドをドナーストランドとするドナーストランド交換による重合機構モデル」と合致する予備的な結果を得た。今後、さらにI型FimAのＸ線結晶構造解析の分解能を上げるとともにクライオ電顕による構造解析の分解能を上げる。
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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
FimAタンパク質のtype Iおよびtype IIの構造をＸ線結晶構造解析で解析できた。また、in vitroでFimAタンパク質の重合体（線毛構造）を作製でき、クライオ電子顕微鏡解析が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
（今後の推進方策）
１．FimAタンパク質 type IのＸ線結晶構造解析の分解能を高める。
２．type I, II, IVのFimAタンパク質の重合体についてクライオ電顕での解析を行う。
３．クライオ電顕での線毛構造の解析結果にＸ線結晶構造解析の結果を当てはめ、「C末端ストランドをドナーストランドとするドナーストランド交換による重合機構モデル」を検証する。
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