2023 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of multiple method baced on neutron reflectometry for analysis of biogenesis of Gram-negative bacterial membrane.
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21KK0126
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
塩田 拓也 宮崎大学, フロンティア科学総合研究センター, 准教授 (20819304)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田岡 東 金沢大学, 生命理工学系, 教授 (20401888)
宮崎 亮次 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30827564)
竹田 弘法 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (80816588)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 大腸菌 / 磁性細菌 / グラム陰性菌 / 膜タンパク質 / マグネトソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、生体高分子の高い時空間分解能での解析を目的とし、中性子反射率法、in vivoでの架橋法、クライオ電子顕微鏡、高速AFM、単離膜を用いたin vitro再構築実験の5つの手法を統合的に用いるものである。適用事例は、大腸菌の表層形成タンパク質と磁性細菌のマグネトソーム形成タンパク質である。
BAM複合体では、輸送タンパク質との短時間の相互作用の調査のため、律速段階で停止させて中性子反射率法と架橋法で解析した。その結果、BamDが輸送タンパク質を認識することを見出し、その分子形態を決定できた。また、基質タンパク質とBamDの複合体のX線結晶構造解析を試みそのサンプル調整条件を検討した。
次に、BepAはLptDの成熟を促進・分解するプロテアーゼであり、そのBAM複合体との相互作用様式をin vivo光架橋解析により調査した。その結果、BepAが活性部位を塞ぐループ構造を開いた状態でBAM複合体と相互作用することが示され、この構造変化がBepA機能に重要であることが示された。
さらに、PpiD/YfgM複合体の構造・機能解析においては、PpiDがSec複合体近傍でペリプラズムシャペロンとして機能し、DsbAとも相互作用してその機能を補助することが判明した。
最後に、磁性細菌のマグネトソーム形成機構の解析では、MamQ、MamI、MamL、MamEという4つのタンパク質が膜小胞形成に必須であり、これに約30種類のタンパク質が関与することが示された。Qind株を用いた研究では、MamIが小胞形成時に相互作用するタンパク質を同定し、MamQ、MamE、MamO、MamA、MamK、MamYがマグネトソーム誘導時に特異的に検出された。特にAmb0998タンパク質が膜小胞形成に関わることが示唆され、その機能解析が進行中である。
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[Journal Article] A multipoint guidance mechanism for β-barrel folding on the SAM complex2023
Author(s)
Takeda Hironori、Busto Jon V.、Lindau Caroline、Tsutsumi Akihisa、Tomii Kentaro、Imai Kenichiro、Yamamori Yu、Hirokawa Takatsugu、Motono Chie、Ganesan Iniyan、Wenz Lena-Sophie、Becker Thomas、Kikkawa Masahide、Pfanner Nikolaus、Wiedemann Nils、Endo Toshiya
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Journal Title
Nature Structural & Molecular Biology
Volume: 30
Pages: 176～187
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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