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バクテリアべん毛フック完成シグナリング複合体の機能構造解析

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 23121516
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

南野 徹  大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (20402993)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード蛋白質 / 細菌 / 電子顕微鏡 / 分子モーター / 生物物理
研究実績の概要

本研究では、X線結晶構造解析法および極低温電子顕微鏡による画像解析法と、遺伝学的機能解析法とを上手く組み合わせることで、サルモネラ菌べん毛フック完成シグナリング複合体形成とそれに伴う蛋白質輸送装置の輸送スイッチの分子機構を原子レベルで解明することを目指している。本年度の主な成果は以下に示す。
1. FliJの分子表面に露出している、非常に高く保存された領域がFlhAとの相互作用に直接関わっていることが明らかとなった。
2. FlhAのC末細胞質領域(FlhAc)のD1およびD2ドメインの境界面に保存されている疎水性の窪みに存在するPhe-459をアラニンに置換すると、べん毛繊維形成に関わる蛋白質の輸送量は著しく低下したが、フック形成に関わる蛋白質の輸送量は低下しなかった。さらに、F459A変異により、繊維形成に関わる蛋白質に特異的な分子シャペロンに対する結合親和性が低下したことが判明した。このことから、FlhAcは輸送スイッチとして働くことが示唆された。
3. FlgNのSe-Met誘導体結晶や通常の浸漬法による重原子同型置換体結晶を作製したが、位相決定できなかった。そこで、Cysを導入したFlgN変異体を6種類作成し、そのうちいくつかのものから水銀置換体結晶を得ることができた。FlhAc(F459A)のnative結晶を得ることができた。
4. 極低温電子線トモグラフィー法により野生株およびfliH-fliIバイパス変異株の輸送装置の構造解析を進めた。トモグラム数が十分得られなかったために分解能は極めて低かったが、FliI ATPaseであると考えられる電子密度を同定することができた。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Interaction between FliJ and FlhA, components of the bacterial flagellar type III export apparatus.2013

    • 著者名/発表者名
      Ibuki, T., et al
    • 雑誌名

      J. Bacteriol.

      巻: 195 号: 3 ページ: 466-473

    • DOI

      10.1128/jb.01711-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of Salmonella mutants resistant to the inhibitory effect of salicylidene acylhydrazides on flagella-mediated motility.2013

    • 著者名/発表者名
      Martinez-Argudo, I., et al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 号: 1 ページ: e52179-e52179

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0052179

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of the extreme N-terminal region of FliH with FlhA is. required for efficient bacterial flagellar protein export.2012

    • 著者名/発表者名
      Hara, N., et al
    • 雑誌名

      J. Bacteriol.

      巻: 194 号: 19 ページ: 5353-5360

    • DOI

      10.1128/jb.01028-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of EscP(Orf16) in Injectisome Biogenesis and Regulation of Type III Protein Secretion in Enteropathogenic Escherichia coli.2012

    • 著者名/発表者名
      Monjaras F. J., et al
    • 雑誌名

      J. Bacteriol.

      巻: 194 号: 22 ページ: 6029-6045

    • DOI

      10.1128/jb.01215-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the FliH-FliI complex responsible for bacterial flagellar type III protein export.2012

    • 著者名/発表者名
      Uchida, Y., et al
    • 雑誌名

      Acta Cryst.

      巻: F68 号: 11 ページ: 1311-1314

    • DOI

      10.1107/s1744309112030801

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between FliI ATPase and a flagellar chaperone FliT during bacterial flagellar protein export.2012

    • 著者名/発表者名
      Minamino, T., et al
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 83 号: 1 ページ: 168-178

    • DOI

      10.1111/j.1365-2958.2011.07924.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of a flagellar chaperone FlgN with FlhA is required for efficient export of its cognate substrates.2012

    • 著者名/発表者名
      Minamino, T., et al
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol.

      巻: 83 号: 4 ページ: 775-788

    • DOI

      10.1111/j.1365-2958.2011.07964.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An energy transduction mechanism used in bacterial flagellar type III protein export2011

    • 著者名/発表者名
      Minamino, T., et al
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 2 号: 1 ページ: 475-475

    • DOI

      10.1038/ncomms1488

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 輸送シヤペロンFliTの構造とべん毛形成制御の分子機構2011

    • 著者名/発表者名
      今田勝巳, et al.
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 53 ページ: 396-401

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] べん毛特異的分子シャペロンと輸送ゲート構成蛋白質FlhAとの相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      南野徹
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-03-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリアべん毛輸送ゲート構成蛋白質 FliP の機能構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      福村拓真
    • 学会等名
      2012年度べん毛研究交流会
    • 発表場所
      よろこびの宿 しん喜(群馬県)
    • 年月日
      2013-03-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛III型輸送装置構成タンパク質FliPのプリペラズム領域の結晶化と機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      福村拓真
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第38回討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2012-12-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛III型輸送装置蛋白質FlhAの細胞質領域の構造変化2012

    • 著者名/発表者名
      小川雄也
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第38回討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2012-12-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛III型輸送装置蛋白質FlhAの細胞質フラグメントの構造とドメインの動き2012

    • 著者名/発表者名
      小川雄也
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛特異的シャペロンFliT のC 末αヘリックの役割2012

    • 著者名/発表者名
      南野徹
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛輸送装置近傍の局所pH に対するFliI ATPase の効果2012

    • 著者名/発表者名
      森本雄祐
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛輸送装置構成タンパク質FliP ペリプラズム領域の構造機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      福村拓真
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] べん毛輸送装置構成因子FliPペリプラズム領域の構造機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      福村拓真
    • 学会等名
      第9回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
    • 年月日
      2012-06-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] バクテリアべん毛蛋白質輸送におけるエネルギー産生機構2012

    • 著者名/発表者名
      南野徹
    • 学会等名
      第7回トランスポーター研究会年会
    • 発表場所
      京都大学農学部(京都府)
    • 年月日
      2012-06-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mapping Interactions of FliH with the Flagellar Type III Export Apparatus by Site-Directed Crosslinking2012

    • 著者名/発表者名
      Hara, N., et al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Sensory Transduction in Microorganisms
    • 発表場所
      Ventura Beach Marriott, Ventura, California, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バクテリアベん毛III型蛋白質輸送のエネルギー共役機構2011

    • 著者名/発表者名
      南野徹
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛蛋白質輸送システムの分子機構2011

    • 著者名/発表者名
      今田勝巳, et al.
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] べん毛蛋白質輸送におけるFIgNシャペロンの役割(Role of a bacterial flagellar chaperone FIgN in flagellar type III protein export)2011

    • 著者名/発表者名
      肥田晢, et al.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛蛋白質輸送ゲート複合体はH^+でもNa^+でも駆動されるデュアルフューエルシステムである(Bacterial flagellar type III protein export gate complex is a duel fuel system that utilizes both proton and sodium ion for protein export)2011

    • 著者名/発表者名
      南野徹, et al.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バクテリアベん毛に特異的な蛋白質輸送システムのエネルギー共役機構2011

    • 著者名/発表者名
      南野徹
    • 学会等名
      名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻セミナー
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Energy transduction mechanism of bacterial Flagellar type III protein export.2011

    • 著者名/発表者名
      Minamino, T., et al.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Bioenergetics
    • 発表場所
      Proctor Academy, New Hampshire, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/032/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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