2022 Fiscal Year Annual Research Report
ストマチン様タンパク質とイオンチャネルタンパク質の相互作用機構の研究
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20K15732
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹川 宜宏 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (50791810)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ストマチン / チャネル / 細菌 / べん毛 / 蛋白質間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞や細胞内小器官の膜中には、チャネルやトランスポーターなどの膜タンパク質が存在し、膜を介したイオンや水溶性物質の移動を担う。ストマチン様タンパク質(stomatin-like protein、以下slipin)は様々なチャネル/トランスポーターの活性制御に関連するタンパク質ファミリーの一種であり、真核生物から原核生物まで共通して保存されている。本研究では、slipinおよび、それが制御するチャネルタンパク質に着目し、それらの相互作用機構を構造学的手法により明らかにすることを目的とした。slipinは同一のファミリーに属しながら、多岐に及ぶ膜タンパク質と相互作用する。本研究では線虫と細菌の2種の生物をモデルとして、線虫の神経のslipin(MEC-2)とチャネル(MEC-4)、細菌のべん毛のslipin(FliL)とチャネル(MotA/B)に着目し、それらの複合体の相互作用機構を分子構造の知見から考察することを目的とした。
MEC-2およびMEC-4の全長蛋白質や様々なフラグメントの発現系を確立し、安定的に精製可能なフラグメントの同定に成功した。また、全長MEC-4は特徴的な多量体を形成することを明らかにした。MEC-2とMEC-4は安定な複合体は形成しないが、弱い相互作用は検出できた。
海洋性細菌V. alginolyticusの側べん毛FliLの発現系を確立し、リフォールディングによる高効率な精製に成功した。FliLの多量体構造を作りやすい性質を再現よく確認できた。好熱性細菌A. aeolicusのMotAや、V. alginolyticusのMotA/Bホモログ(PomA/B)の構造を低温電子顕微鏡により明らかにした。枯草菌B. subtilisのMotBホモログ(MotS)が、協同的に働く2つの荷電残基へのNa+の結合により構造変化させるメカニズムを明らかにした。
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