2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド型バクテリアべん毛モーターの環境変化感知と回転力発生の分子基盤
| Project/Area Number |
26840035
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
寺原 直矢 大阪大学, 生命機能研究科, 招聘研究員 (40554738)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | べん毛モーター / 1分子計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
モデル微生物として広く知られている枯草菌は、プロトン駆動型MotABとナトリウムイオン駆動型MotPSの異なる2種類の固定子が同一のべん毛モーターで機能できるという、これまでに報告されている他のモーターにはない特徴を有する。そこで本研究では、性能の異なる2種類の固定子がどのように外環境の変化に応答してべん毛モーターに組み込まれ、駆動力を発生するのかを明らかにすることを目的とする。
まず、極小のビーズを用いたナノ顕微計測法による1分子回転計測を行い、MotABおよびMotPSがそれぞれ発生するトルクを計測した。高負荷時における固定子1個あたりが出力するトルクはほぼ同じであるが、低負荷時における回転数がMotABに比べ、MotPSは圧倒的に遅いことが分かった。低負荷時におけるモーターはイオン透過速度が律速になることが考えられていることから、MotPSのイオンチャネル活性は低いことが推察された。さらに、野生株の計測を行ったところ、外環境にナトリウムイオンが存在しないときはMotABのみが組み込まれたモーターであるのに対し、ナトリウムイオンが存在するとMotPSが組み込まれ、MotABとMotPSの両方が同一のモーターに共存することがトルク特性から明らかとなった。
固定子の外環境に対する応答メカニズムを調べるために、イオン選択性に関与することが分かっているMotBおよびMotSサブユニットに注目し、これらタンパク質の各種ドメインを入れ替えた改変型固定子を作製した。改変型固定子を発現させた菌株の1分子回転計測により、MotSサブユニットのペリプラズミック領域を持つ改変型固定子がモーターに安定に組み込まれるためにはナトリウムイオンが必要であることが分かった。このことから、MotSサブユニットのペリプラズミック領域が外環境のナトリウムイオンを感知している可能性が示唆された。
|
-
-
-
-
-
[Presentation] Functional reconstitution of stator protein MotA from Aquifex aeolicus into Nanodisc2015
Author(s)
Gohara, M., Takekawa, N., Terahara, N., Kato, T., Namba, K., Onoue, Y., Homma, M.
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
-
-
-
-
