2016 Fiscal Year Annual Research Report
Type IV pilus machinery of Thermus thermophilus
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26450102
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
玉腰 雅忠 東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (10277254)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Thermus thermophilus / 線毛 / ATPase / リポタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度好熱菌Thermus thermophilusの4型線毛とその機能発現に必要な膜装置の形成には10種類以上のタンパク質が関わる。4型線毛とその膜装置は、線毛の伸張と収縮の繰り返しにより起きる平面運動、細胞外DNAの取り込み、バイオフィルム形成や自己凝集などの接着現象、ファージ感染の際の受容体など、多くの現象に関わる。
本研究では、遺伝子破壊により線毛の伸張に関与する分子モーターとしてPilF、収縮に関わる分子モーターとしてPilT1およびPilT2の2種類を同定した。PilF遺伝子を破壊すると、線毛が形成されず、全ての線毛関連機能を失った。一方、線毛の収縮には主としてPilT1が関わり、PilT2は補助的な役割をすることを見出した。
また膜装置のうち、線毛が外膜を貫通するためのチャネルタンパク質PilQがどのようなタンパク質と相互作用するかという点において、T. thermophilusでは不明だった。そこで、PilQにFLAGタグを付加したタンパク質を野生型PilQの代わりに発現させ、細胞破砕後の膜画分を界面活性剤で可溶化後、抗FLAG抗体によりPilQタンパク質を精製したところ、Thermus-Deinococcus門に特有の新規リポタンパク質が同時に精製された。そこで、それらの相互作用を確かめるために、Mycタグを付加したリポタンパク質を発現する変異好熱菌を作製した。そして抗FLAG抗体による精製後、抗Myc抗体によるウェスタンブロット解析を行ったところ、確かにリポタンパク質を検出できた。また、このリポタンパク質の遺伝子を破壊したところ、運動能を失い、かつ線毛依存ファージに対する感受性を失った。これらの結果から、T. thermophilusは他の生物種とは異なる線毛膜装置を持つことが明らかとなった。
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