2023 Fiscal Year Annual Research Report
バクテリアべん毛モーターの自律的なフィードバック制御機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Information physics of living matters |
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| Project/Area Number |
22H04844
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
南野 徹 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (20402993)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 細菌 / 1分子計測（SMD） / 蛋白質 / 遺伝学 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サルモネラの運動器官であるべん毛はプロトンの流れを回転力に変換する回転分子モーターである。べん毛モーターはFliF, FliG, FliM, FliNからなる回転子リング複合体とその周りに配置される約10個のMotAB固定子複合体から構成される。べん毛モーターは外環境の粘度変化に応じて回転子の周りに配置するMotAB固定子の数や固定子のイオンチャネル活性を自律的に制御するが、その制御機構は未だ解明されていない. 本研究では、べん毛モーターの自律的なフィードバック制御機構を原子レベルで解明すること目的とする。本年度の主な成果は以下に示す。
MotBのN末近傍領域およびMotAと直接相互作用するFliGのC末ドメインが負荷依存的に構造変化することが示唆された。これらの構造変化に伴ってMotAB複合体のプロトンチャネル活性が自律的にフィードバック制御されることが示唆された。
回転スイッチ機能が異常になったCリング変異株から単離した機能復帰変異体の中に走化性シグナル伝達に関与するCheZ蛋白質に変異を持つものを見出した。これらのCheZ変異は走化性シグナル蛋白質であるCheY-Pの脱リン酸化反応を促進した。野生型CheZは溶液中で安定な二量体を形成し、さらにその二量体同士が会合して四量体を形成したが、脱リン酸化反応を促進する変異はCheZの会合状態に全く影響を与えなかった。
前年度に構築したMSリングの原子モデルに基づいて変異体解析を行なった結果、FliFのRBM2ドメインとRBM3ドメインを繋ぐフレキシブルなループ領域の構造変化により、RBM2はRBM3に対して内側と外側を向くようになり、その結果22回転対称性を持つ内側のコアリングのすぐ外側に11回転対称性を持つ歯車のような構造体が作り出されることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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