2015 Fiscal Year Annual Research Report
バクテリアべん毛輸送装置のエネルギー変換システムの分子基盤
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26293097
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
南野 徹 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (20402993)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細菌 / 遺伝学 / 蛋白質 / 一分子計測（SMD) / 感染症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の主な成果は以下に示す。
1. 蛍光イメージング法によりべん毛繊維の成長速度を定量的に解析した結果、べん毛繊維が長くなると、べん毛蛋白質の輸送速度が減少することが示唆された。
2. fliS欠損株の遺伝学的機能解析から、輸送ゲート複合体によるべん毛蛋白質の解きほぐし過程がべん毛蛋白質輸送の律速になることが示唆された。 3. FliH-FliI ATPase複合体のX線結晶構造解析に成功し、FliHはV型ATPaseの外周固定子とそっくりな構造していることが明らかとなった。さらに、結晶構造をベースにした機能解析により、FliHとFliIの相互作用に直接関わる重要な残基を同定した。 4. FlhAのC末細胞質ドメイン（FlhAC）がべん毛蛋白質輸送のエネルギーカップリングに重要であること、さらにその効率的なエネルギーカップリングを行う為にはFliH-FliI複合体の助けが必要なことが示唆された。 5. FlhACのD2とD4ドメインの間の動的な相互作用がべん毛蛋白質輸送に重要であることが明らかとなった。 6. FlhAの膜貫通ドメインとFlhACをつなぐリンカー領域がFlhACの9量体リングの安定化に重要であることが示唆された。
7. FlhAの大量発現及び精製方法を確立した。
8. FliPが６量体リングを形成することが明らかとなった。さらに、FliOはFliPの６量体リング形成を促進する足場として働くことが示唆された。 9. FliP6FliR2複合体の精製に成功した。
10. FliF/FliG/FlhA/FlhB/FliO/FliP/FliQ/FliRの共発現系の構築に成功した。
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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
FlhAの遺伝学的および生化学的解析から、FlhACの開閉運動がべん毛蛋白質の輸送に重要なこと、FlhACがべん毛蛋白質輸送のエネルギー共役に重要であること、などを明らかにした。輸送ゲート複合体構成蛋白質の大量発現系を構築できた。さらに、FlhA, FliO, FliPの精製にも成功した。しかしながら、FlhAのイオンチャンネル活性測定には至れなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
FliF/FliG/FlhA/FlhB/FliO/FliP/FliQ/FliR複合体を単離精製してリポソームに再構成して機能構造解析を実施する。さらに、FlhAのNa+チャネル活性を生化学的に検証する。
FliI及びFliHが存在しない条件下でもべん毛を形成できる変異株はNa+イオンを共役イオンに用いてべん毛を形成できる。そこで、輸送装置のエネルギーの入出力関係を明らかにするために、様々なナトリウムイオン濃度下でべん毛の成長速度を計測する。
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| Causes of Carryover |
予定していた海外出張が来年度にかかるものとなった。また、高額な消耗品を今年度は購入する必要がなかったためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
海外出張費および高額消耗品の購入に充当する。
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[Journal Article] FliH and FliI ensure efficient energy coupling of flagellar type III protein export in Salmonella.2016
Author(s)
Minamino, T., Kinoshita, M., Inoue, Y., Morimoto, Y.V., Ihara, K., Koya, S., Hara, N., Nishioka, N., Kojima, S., Homma, M. & Namba, K.
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Journal Title
MicrobiologyOpen
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Weak interactions between Salmonella enterica FlhB and other flagellar export apparatus proteins govern type III secretion dynamics2015
Author(s)
McMurry, J.L., Minamino, T., Furukawa, Y., Francis, J.W., Hill, S.A., Helms, K.A., Namba, K.
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Journal Title
PLOS One
Volume: 10
Pages: e0134884
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Molecular basis for dynamic structural properties of the C ring in the bacterial flagellar motor.2016
Author(s)
Kihoshita, M., Furukawa, Y., Imada, K., Namba, K., Minamino, T.
Organizer
GRC on Sensory Transduction in Microorganisms
Place of Presentation
Ventura Beach Marriott, California, USA
Year and Date
2016-01-17 – 2016-01-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] バクテリアFlgNシャペロンの機能構造スイッチの分子基盤. Molecular basis for a structural switch of FlgN that regulates its chaperone activity.2015
Author(s)
Kinoshita, M., Nakanishi, Y., Furukawa, Y., Imada, K., Namba, K., Minamino, T.
Organizer
第53回日本生物物理学会年会
Place of Presentation
金沢大学（石川県金沢市）
Year and Date
2015-09-15
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[Presentation] Structural characterization of FliP, a component of flagellar type III protein export apparatus.2015
Author(s)
Fukumura, T., Makino, F., Kato, T., Imada, K., Namba, K., Minamino, T.
Organizer
第53回日本生物物理学会年会
Place of Presentation
金沢大学（石川県金沢市）
Year and Date
2015-09-14
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[Presentation] 細菌べん毛III型分泌装置のエネルギー変換メカニズム. An energy transduction mechanism of the bacterial flagellar type III secretion apparatus.2015
Author(s)
Terashima, H., Kawamoto, A., Tatsumi, C., Minamino, T., Namba, K., Imada, K.
Organizer
第53回日本生物物理学会年会
Place of Presentation
金沢大学（石川県金沢市）
Year and Date
2015-09-13
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