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2016 年度 実績報告書

ハイブリット型生物モーターのイオン選択透過分子機構の解明

計画研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 24117005
研究機関東洋大学

研究代表者

伊藤 政博  東洋大学, 生命科学部, 教授 (80297738)

研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワードべん毛モーター / 好アルカリ性細菌 / イオンチャネル / ハイブリッドモーター / 枯草菌 / 固定子 / プロトン駆動力 / ナトリウム駆動力
研究実績の概要

平成28年度は、前年度に引き続き下記の3つのテーマについて研究を推進した。テーマ1では、Bacillus属べん毛モーター固定子のイオン選択透過とモーター機能に重要なアミノ酸残基の同定を行っている。今年度は、カブトムシの幼虫の腸内から分離されたBacillus trypoxylicolaのK+で駆動するべん毛モーターとNa+のみで駆動するべん毛モーターの違いを遺伝子工学的手法で明らかにするとともに、K+駆動時のモーターを特異的に阻害する阻害剤の発見とその機構について研究を推進した。テーマ2では、平成26年度にマグネシウムイオンやカルシウムイオンといった2価カチオンを利用してべん毛を駆動させるPaenibacillus sp. TCa20株以外の2価カチオン駆動型べん毛をもつ細菌の分離を試みた。その結果、TCA20株とは異なる属の候補株を複数分離することが出来た。現在、遊泳解析を行うとともに固定子の配列についても解析を進めている。テーマ3では、Bacillus alcalophilusのNa+/K+/Rb+駆動型固定子MotPSの大腸菌での大量発現系の確立とMotSのN末端側から55番目から90番目までの領域を段階的に欠損させたものを用いて、MotSの運動性に関与する最小機能領域を決定した。結晶構造解析に関しては、連携研究者の大阪大学・今田勝巳教授の研究室で長さの異なるMotSのC末端領域の大量発現及び結晶化実験を進めており、成果が上がりつつある。いずれのテーマにおいても、学術論文として成果のとりまとめを行っているところである。この他に、共培養により運動性が向上するMethyrobacterium sp. ME121株の運動性向上に関与する因子の同定と運動機能解析においても成果がでている。共生と運動性という点で新奇な成果であることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Article | OPEN Load- and polysaccharide-dependent activation of the Na+-type MotPS stator in the Bacillus subtilis flagellar motor2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Terahara, Yukina Noguchi, Shuichi Nakamura, Nobunori Kami-ike, Masahiro Ito, Keiichi Namba, Tohru Minamino
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 46081

    • DOI

      10.1038/srep46081

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonconventional cation-coupled flagellar motors derived from the alkaliphilic Bacillus and Paenibacillus species2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ito, Yuka Takahashi
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 21 ページ: 3-14

    • DOI

      10.1007/s00792-016-0886-y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 世界初:2価陽イオンで駆動するべん毛モーター :Ca2+やMg2+でもべん毛は回転する2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤政博
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 55(4) ページ: 240-241

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.55.240

    • 査読あり
  • [学会発表] 複数のイオンを利用するべん毛モーター固定子MotSの最小機能領域2017

    • 著者名/発表者名
      山本まみ、田口温子、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Na+とK+を共役イオンとして回転するハイブリッド型べん毛モーター固定子のイオン選択機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      長縄俊、今澤陸、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Methylobacterium sp. ME121株の運動性向上を引き起こす因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      薄井祥明、若林佑、清水哲、中村顕、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 細菌べん毛モーターの新規阻害剤の探索2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋 優嘉、伊藤 政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Methylobacterium sp. ME121株の運動性変化に影響を及ぼす因子の精製と特徴2017

    • 著者名/発表者名
      薄井祥明、若林佑、清水哲、中村顕、伊藤政博
    • 学会等名
      2017年生体運動合同班会議
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-08
  • [学会発表] A Functional Analysis of The Alkaliphilic Bacillus Flagellar Motor That Can utilize Both Na+ and K+ as a Coupling Ion.2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Naganawa, Riku Imazawa, Masahiro Ito
    • 学会等名
      1st International Conference on Applied Microbiology in Vietnam
    • 発表場所
      VNUHCM-University of Science (ベトナム、ホーチミン市)
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for inhibitors of the bacterial flagellar motor2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Takahashi, Masahiro Ito
    • 学会等名
      1st International Conference on Applied Microbiology in Vietnam
    • 発表場所
      VNUHCM-University of Science (ベトナム、ホーチミン市)
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus属細菌と枯草菌がもつNa+駆動型べん毛モーターの中性環境でのNa+透過性の違いの解明2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋 優嘉、伊藤 政博
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus属細菌がもつNa+、K+駆動型べん毛モーター固定子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      長縄俊、今澤陸、伊藤政博
    • 学会等名
      極限環境生物学会2016年度(第17回)年会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-26
  • [学会発表] Methylobacterium sp. ME121株の運動性向上因子の同定2016

    • 著者名/発表者名
      薄井祥明、若林佑、清水哲、中村顕、伊藤政博
    • 学会等名
      極限環境生物学会2016年度(第17回)年会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-26
  • [学会発表] The elucidation of the Na+-requirement mechanism for flagellar rotation between alkaliphilic and neutrophilic Bacillus at neutral pH2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Takahashi, Masahiro Ito
    • 学会等名
      The 14th international symposium on Bioscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      VNUHCM-University of Science (ベトナム、ホーチミン市)
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus trypoxylicolaがもつNa+/K+駆動型べん毛モーター固定子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      長縄俊、今澤陸、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部2016年度支部大会
    • 発表場所
      日本獣医生命科学大学(東京都武蔵野市)
    • 年月日
      2016-10-15
  • [学会発表] The elucidation of the mechanisms of coupling ion selectivity of alkaliphilic bacterial flagellar motors2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ito
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the adaptation mechanism to the environment of the Na+ -driven flagellar motor stator MotPS in Bacillus species2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Takahashi, Yukina Noguchi, Masahiro Ito
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] A functional analysis of K+ and Na+ -coupled stator complex of flagellar motor from Bacillus trypoxylicola.2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Naganawa, Riku Imazawa, Masahiro Ito
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of the minimum functional region of MotS that can be used as both a Na+ and K+-driven flagellar stator subunit in alkaliphilic Bacillus alcalophilus.2016

    • 著者名/発表者名
      Mmami Yamamoto, Atsuko Taguchi, Masafumi Iwata, Masahiro Ito
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] A functional analysis of the stator complex of the flagellar motor from alkaliphilic Bacillus trypoxylicola2016

    • 著者名/発表者名
      Riku Imazawa, Shun. Naganawa, Masahiro Ito
    • 学会等名
      ASM Microbe 2016
    • 発表場所
      Boston Convention & Exhibition Center (アメリカ合衆国、マサチューセッツ州ボストン市)
    • 年月日
      2016-06-16 – 2016-06-20
    • 国際学会
  • [学会発表] The elucidation of the molecular mechanisms of ion selectivity of hybrid bacterial flagellar motors2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤政博
    • 学会等名
      文部科学省・新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」領域班会議
    • 発表場所
      長崎大学医学部良順会館(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-10
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus属細菌が持つNa+駆動型べん毛モーター固定子MotPSの外環境適応機構2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋優嘉、野口有希奈、伊藤政博
    • 学会等名
      文部科学省・新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」領域班会議
    • 発表場所
      長崎大学医学部良順会館(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-10
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus属細菌のK+駆動型べん毛モーターのK+イオン選択に重要なアミノ酸残基の解明2016

    • 著者名/発表者名
      長縄俊、今澤陸、伊藤政博
    • 学会等名
      文部科学省・新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」領域班会議
    • 発表場所
      長崎大学医学部良順会館(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-10

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公開日: 2018-01-16  

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