2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the directional switching mechanism of the bacterial flagellar motor
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18K06155
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮田 知子 大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授(常勤) (30423156)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 細菌べん毛 / べん毛モーター / スイッチ複合 / 回転方向制御機構 / 電子顕微鏡 / 単粒子解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌は運動器官としてべん毛を持ち、べん毛の根元にあるモーターを反時計回り(CCW)または時計回り(CW)に回すことで、細菌は好ましい環境へ移動することができる。この可逆的に回転方向の切り替えられるモーターの回転方向の変換はべん毛モーター(基部体)の細胞質側に存在すCリング(スイッチ複合体)で行われる。申請者はべん毛の回転方向切り替え時に起こる回転制御機構を分子レベルで明らかにするために、野生型(ほぼCCW型回転を示す)とスイッチタンパク質の一つであるFliGの三残基欠失変異体(CW型回転を示す)の基部体を用い、クライオ電子顕微鏡による単粒子構造解析を行なってきた。R1年までにCCW型、CW型ともにデータを増やし構造解析を進めた結果両者ともに既存のスイッチタンパク質の結晶構造の当てはめが可能となる７オングストローム分解能の構造解析に成功した。両者の構造は二つの状態間での大きな構造変化を示すことが明らかになった。特にスイッチ蛋白質FliM, FliNのドメイン構造はCリングの細胞質側の外筒領域に一構造単位あたり1:3の複合体を形成することが示された。しかしスイッチタンパク質FliGはCリングの細胞膜近傍領域（外筒上部とインナーローブ）に当てはめられたが、特にFliGのN末端領域とMSリング構成タンパク質FliFのC末端領域が占めるインナーローブは構造的に不安定であり特に分解能が低く、そのドメインの配向を決めるまでは至らなかった。そこでR2年度は特に分解能が低く、配向が決定できていないインナーローブ領域の分解能の向上を目指して高分解能のダイレクトディテクターを用いて新たにデータ収集を行なった。しかし現在のところインナーローブ領域の構造の改善には至っていない。今後は該当領域に集中したクラス分けなどを行い高分解能化を目指しつつ回転切替機構を明らかにしていく必要がある。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Structure of the molecular bushing of the bacterial flagellar motor.2020
Author(s)
Yamaguchi, T., Makino, F., Miyata, T., Minamino, T., Kato, T. & Namba, K.
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 12
Pages: 379347
DOI
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