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バクテリアべん毛輸送ゲートコア複合体の機能構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14638
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

木下 実紀  大阪大学, 生命機能研究科, 特任研究員(常勤) (30790985)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード細菌 / 蛋白質 / 遺伝学 / 電子顕微鏡 / 感染症
研究成果の概要

バクテリアべん毛輸送ゲート複合体は FlhA, FlhB, FliP, FliQ, FliRの5種類の膜タンパク質で構成され、細胞膜を横切るプロトン駆動力を動力源にべん毛構成タンパク質を輸送するが、どのように輸送ゲート複合体はべん毛構成タンパク質を選別し細胞外へ送り出すのかは不明であった。本研究では、輸送ゲート複合体が作られるしくみおよび輸送ゲート複合体の開閉のしくみと選択的物質輸送のしくみを突き止めることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸管出血性病原性大腸菌O157などの病原細菌による感染症は社会問題の一つで、それらの感染機構の解明ならびに克服のための方法の探索が続けられている。べん毛タンパク質輸送装置と高い相同性を示すIII型分泌装置が急性胃腸炎の発症に深く関わっている。本研究成果に基づいて病原性細菌のIII型分泌装置のゲート開閉機構を特異的に不活性化できれば、病原性細菌の病原性のみを破壊できる。したがって、従来の抗生物質のように細菌を死滅させることがないため耐性菌が発生しづらく、感染症の予防を含めた、これまでにない新しい治療法の開発につながると期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ユタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 南京農業大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] FliK-Driven Conformational Rearrangements of FlhA and FlhB Are Required for Export Switching of the Flagellar Protein Export Apparatus2020

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Inoue Yumi、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 202 号: 3

    • DOI

      10.1128/jb.00637-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The flexible linker of the secreted FliK ruler is required for export switching of the flagellar protein export apparatus.2020

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Tanaka S, Inoue Y, Namba K, Aizawa SI, Minamino T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 838-838

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57782-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insights into the substrate specificity switch mechanism of the type III protein export apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      Y., Y. Ogawa, M. Kinoshita, N. Terahara, M. Shimada, N. Kodera, T. Ando, K. Namba, A. Kitao, K. Imada, T. Minamino
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 965-976

    • DOI

      10.1016/j.str.2019.03.017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mutational analysis of the C‐terminal cytoplasmic domain of FlhB, a transmembrane component of the flagellar type III protein export apparatus in Salmonella2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Yumi、Kinoshita Miki、Namba Keiichi、Minamino Tohru
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 6 ページ: 408-421

    • DOI

      10.1111/gtc.12684

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Directional Switching Mechanism of the Bacterial Flagellar Motor2019

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 17 ページ: 1075-1081

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2019.07.020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insight into the substrate specificity switching mechanism of the type III protein export apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Y, Ogawa Y, Kinoshita M, Terahara N, Shimada M, Kodera N, Ando T, Namba K, Kitao A, Imada K, Minamino T
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細菌べん毛特異的輸送シャペロンFlgNの構造と機能2018

    • 著者名/発表者名
      南野徹, 木下実紀
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 号: 2 ページ: 203-206

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900203

    • NAID

      40021617516

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2018-04-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural and functional analyses of the flagellar transmembrane export gate complex of the Salmonella flagellar type III protein export apparatus.2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Miyata T, Kawamoto A, Kato T, Namba K, Minamino T.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Salmonella Biology and Pathogenesis.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Autocatalytic cleavage of FlhB is required for conformational rearrangements of FlhA to switch export specificity of the flagellar protein export apparatus.2019

    • 著者名/発表者名
      Minamino T, Inoue Y, Kinoshita M, Namba K.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Salmonella Biology and Pathogenesis.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gating mechanism of the bacterial flagellar protein export apparatus (バクテリアべん毛タンパク質輸送装置のゲート機構).2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Namba K, Minamino T.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バクテリアべん毛タンパク質輸送装置のエネルギー共役機構.2019

    • 著者名/発表者名
      南野徹, 木下実紀, 難波啓一
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第45回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕 微鏡で解き明かす細菌べん毛モーター回転子の立体構造と回転対象性(Structure and rotational symmetry of the rotor of the bacterial flagellar motor revealed by electron cryomicroscopy)2018

    • 著者名/発表者名
      川本晃大, 宮田知子, 木下実紀, 南野徹, 加藤貴之, 難波啓一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74 回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] べん毛先端のキャップ構造(The cap structure of the bacterial flagellar filament)2018

    • 著者名/発表者名
      牧野文信, 木田葵, 木下実紀, 宮田知子, 加藤貴之, 南野徹, 難波啓一, 今田勝巳
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡で解き明かす細菌べん毛モーター回転子の立体構造と回転対象性(Structure and rotational symmetry of the rotor of the bacterial flagellar motor revealed by electron cryomicroscopy)2018

    • 著者名/発表者名
      川本晃大, 宮田知子, 木下実紀, 南野徹, 加藤貴之, 難波啓一
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural and functional analyses of the bacterial flagellar type III export gate complex (バクテリアべん毛輸送ゲート複合体の構造機能解析)2018

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M, Miyata T, Kawamoto A, Kato T, Namba K, Minamino T
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotational symmetry structure of the bacterial flagellar motor for torque transmission revealed by electron cryomicroscopy (クライオ電子顕微鏡で解き明かす細菌べん毛モーターのトルク伝達に重要な回転対称構造)2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto A, Miyata T, Kinoshita M, Minamino T, Imada K, Kato T, Namba K
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure of the growing end of the bacterial flagellar filament (細菌べん毛繊維の成長端の構造)2018

    • 著者名/発表者名
      Kida M, Makino F, Kinoshita M, Miyata T, Kato T, Minamino T, Namba K, Imada K
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/02/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所 研究成果

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/02/result/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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