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イオン共役型回転べん毛モーターにおけるエネルギー変換蛋白質の構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 13308038
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

本間 道夫  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50209342)

研究分担者 川岸 郁朗  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80234037)
薬師 寿治  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324388)
研究期間 (年度) 2001 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
52,650千円 (直接経費: 40,500千円、間接経費: 12,150千円)
2004年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2003年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2002年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2001年度: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円)
キーワードイオンチャネル / エネルギー変換 / ビブリオ菌 / べん毛 / モーター / ナトリウム駆動力 / 細菌べん毛 / 運動 / 静電相互作用
研究概要

細菌のべん毛モーターは,イオンの流入を回転力に変換する分子機械であり,その共役イオンによって,H^+駆動型とNa^+駆動型とに分けられる.海洋性細菌Vibrio alginolyticusの極毛はNa^+駆動型で,PomA, PomB, MotX, MotYの四つのコンポーネントが必要である.我々は,大腸菌MotABと海洋性細菌PomABの間でキメラ蛋白質を作成し,それらの機能を解析した.膜貫通領域がNa^+型(PomB由来),細胞外領域がH^+型(MotB由来)のキメラモーターは,MotXYを必要とせず,Na^+駆動型モーターとして大腸菌中でも機能することを示した.また,モーター蛋白質の変異による温度感受性体を初めて単離に成功した.この温度感受性についての解析から,PomAの細胞質領域の両端につながる膜貫通領域(TM2とTM3)の近傍領域がモーター機能に重要であることを明らかにした.エネルギー変換に必須な固定子蛋白質のべん毛モーターへの組み込み過程を,PomAとPomBのN末端にGFPを融合した蛋白質を作製して調べ,細胞の極に顆粒状の蛍光がべん毛と共局在することを確認した.この実験系を用い,固定子蛋白質は膜上で複合体を形成し,複合体でべん毛モーターに組み込まれるモデルを提案した.モーター蛋白質MotYがMotXの非存在下において,ペリプラズム空間に可溶性蛋白質として存在すること見いだし,MotYの大量発現・精製に成功し,結晶化条件を検討した.六方柱の結晶を得ることに成功し,2.7Å分解能の回折像を得ることができた.現在,位相決定を行い,分子モデル構築へと研究を進行する予定である.

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (3件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Deletion analysis of the carboxyl terminal region of the PomB component of the Vibrio alginolyticus polar flagellar motor. alginolyticus polar flagellar motor.2005

    • 著者名/発表者名
      Yakushi, T., Hattori, N., Homma, M.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 187(2)

      ページ: 778-784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Deletion analysis of the carboxyl terminal region of the PomB component of the Vibrio alginolyticus polar flagellar motor, alginolyticus polar flagellar motor.2005

    • 著者名/発表者名
      Yakushi, T., Hattori, N., Homma, M.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 187(2)

      ページ: 778-784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] イオン駆動型べん毛の回転機構:回転力はどこで発生しているのだろう?2005

    • 著者名/発表者名
      福岡創, 薬師寿治, 本間道夫
    • 雑誌名

      生物物理 45(1)

      ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Concerted effects of amino acid substitutions in conserved charged residues and other residues in the cytoplasmic domain of PomA, a stator component of Na^+-driven flagella.2004

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, H., Yakushi, T., Homma, M.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 186(20)

      ページ: 6749-6758

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isolation of Vibrio alginolyticus sodium-driven flagellar motor complex composed of PomA and PomB solubilized by sucrose monocaprate.2004

    • 著者名/発表者名
      Yakushi, T., Kojima, M., Homma, M.
    • 雑誌名

      Microbiology 150

      ページ: 911-920

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multimeric structure of the PomA/PomB channel complex in the Na^+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus.2004

    • 著者名/発表者名
      Yorimitsu, T., Kojima, M., Yakukshi, T., Homma, M.
    • 雑誌名

      J.Biochem.(Tokyo) 135(1)

      ページ: 43-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction of PomB with the third transmembrane segment of PomA in the Na^+-driven polar flagellum of Vibrio alginolyticus.2004

    • 著者名/発表者名
      Yakushi, T., Maki, S., Homma, M.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 186(16)

      ページ: 5281-5291

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multimeric structure of the PomA/PomB channel complex in the Na^+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus.2004

    • 著者名/発表者名
      Yorimitsu, T., Kojima, M., Yakukshi, T.
    • 雑誌名

      J.Biochem.(Tokyo) 135(1)

      ページ: 43-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Bacterial Flagellar Motor in Reflexive Polymers and Hydrogels(Yui N., Mrsny RJ., and Park K., edit.)2004

    • 著者名/発表者名
      Homma, M., Yakushi, T.
    • 出版者
      CRC Press LLC, Washington, D.C.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Bacterial Flagellar Motor in Reflexive Polymers and Hydrogels(Yui N., Mrsny RJ., and Park K., edit)2004

    • 著者名/発表者名
      Homma, M., Yakushi, T.
    • 出版者
      CRC Press LLC, Washington, D.C.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Bacterial Flagellar Motor in Reflexive Polymers and Hydrogels(Yui N., Mrsny R.J., Park K., edit.)2004

    • 著者名/発表者名
      Homma, M., Yakushi, T.
    • 出版者
      CRC Press LLC, Washington, D.C.
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Yakushi, T., Kojima, M., Homma, M.: "Isolation of Vibrio alginolyticus sodium-driven flagellar motor complex composed of PomA and PomB solubilized by sucrose monocaprate"Microbiology. 150. 911-920 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yorimitsu, T., Kojima, M., Yakukshi, T., Homma, M.: "Multimeric structure of the PomA/PomB channel complex in the Na^+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus"J.Biochem.(Tokyo). 135. 43-51 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yorimitsu, T., Mimaki, A., Yakushi, T., Homma, M.: "The conserved charged residues of the C-terminal region of FliG, a rotor component of Na^+-driven flagellar motor"J.Mol.Biol.. 334. 567-583 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sowa, Y., Hotta, H., Homma, M., Ishijima, A.: "Torque-speed relationship of the Na^+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus"J.Mol.Biol.. 327. 1043-1051 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Asai, Y. et al.: "Ion-coupling determinants of Na^+-driven and H^+-driven flagellar motors"J.Mol.Biol.. 327. 453-463 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shiomi, D. et al.: "Dual recognition of the bacterial chemoreceptor by chemotaxis-specific cbmains of the CheR methyltransferase"J.Biol.Chem. 277. 42325-42333 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yorimitsu, T. et al.: "The systematic substitutions around the conserved charged residues of the cytoplasmic loop of Na^+-driven flagellar motor component PomA"J.Mol.Biol.. 320. 403-413 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Umemura, T., Matsumoto, Y., Ohnishi, K., Homma, M., Kawagishi, I.: "Sensing of cytoplasmic pH by bacterial chemoreceptors involves the linker region that connects the membrane-spanning and the signal-modulating"J Biol Chem.. 277(2). 1593-1598 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yorimitsu, T., M.Homma.: "Na^+-driven flagellar motor of Vibrio"Biochem.Biophys.Acta-Bioenergetics.. 1505. 82-93 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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