| 研究領域 | 発動分子科学：エネルギー変換が拓く自律的機能の設計 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00410
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 法政大学 |
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研究代表者 |
曽和 義幸 法政大学, 生命科学部, 教授 (10519440)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | べん毛モーター / 回転子 / 固定子 / 発動分子 / べん毛 / 光架橋 / 回転方向転換 / 分子モーター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
発動分子が発生する出力の方向性を自在に制御できれば，様々な応用や実装に近づくと期待できる．細菌遊泳の原動力を生み出す回転型の発動分子・細菌べん毛モーターは，入力エネルギーの向きを変えることなく，回転方向を一瞬で逆転させるユニークな特徴をもつ．本研究では，光架橋と顕微解析を組み合わせて分子間相互作用をアミノ酸残基レベルで探索する系を用いて回転スイッチ機構の解明を目指す．
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| 研究実績の概要 |
本研究の対象である細菌べん毛モーターは，細胞外から細胞内に流入するイオンをエネルギー源とする発動分子である．このモーターはエネルギー流入の方向を変化させることなく，回転方向を逆転できるユニークな特徴を持つ．モーター回転は，固定子MotA/B複合体のMotAの細胞質ドメインと回転子リングを構成するFliGタンパク質の間の相互作用によって生まれる．近年の構造解析の結果から，MotBを中心にMotA5量体がイオン透過に伴って回転する固定子回転モデルが提唱された．このモデルでは，FliGの構造変化により回転子リングの径を変え，モーター回転力の発生・回転方向転換を説明することができる．このような構造変化が起こるならば，回転方向に依存して相互作用界面が異なるのではないかと予想し，光架橋法と回転計測を組み合わせた系で，FliG側，MotA側から分子間相互作用の検出をおこなった．
本年度は，昨年までよりも探索範囲を広げ，FliGのC末端側のドメインおよびMotAの細胞質側に面した位置にあるすべての残基について１アミノ酸ずつ非天然型アミノ酸pBPAに置換したモーターを作製した．これらの変異体について，モーター回転を記録しながら紫外光照射した結果，分子間架橋が生じるかどうかを検出することで，モーター回転を生み出す部位を探索した．CWおよびCCWに回転を固定したモーターについて実験をおこなって架橋効率をマッピングし，相互作用界面の検出をおこなったところ，期待したような大きな界面変化は見られなかった．今後，生化学的解析も組み合わせ，相互作用の残基レベルでの理解を目指す必要がある．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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