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2019 年度 実績報告書

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
キーワード細菌 / 遺伝学 / 蛋白質 / 電子顕微鏡 / 感染症
研究実績の概要

本研究では、べん毛III型タンパク質輸送ゲートコア複合体の機能構造を原子レベルで理解するため、コア複合体を形成する相互作用ネットワークを遺伝学的および生化学的に解析するとともに、X線結晶構造解析法によりFliP, FliQ, FliRの構造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.PhoA fusion assayによりFliP, FliQ, FliRのトポロジー解析を行った結果、個々のサブユニット分子がモノマー状態から会合状態へ遷移する際にそれぞれの膜貫通ヘリックス領域が大きく構造変化することが示唆された。さらに、FliPのペリプラズム側に位置するループ構造および92番目のロイシン残基がFliPの機能発現に重要であることが判明した。
2.FliKのN末ドメインとC末ドメインをつなぐリンカー領域の欠失の大きさに依存してフックの長さは短くなる一方、FlhB-Cとの結合親和性が減少し、その結果べん毛タンパク質輸送装置の基質認識モードの切り替え効率が低下することが判明した。
3.FlhBのC末細胞質ドメイン (FlhB-C) がFlhAのC末細胞質ドメイン(FlhA-C)に結合するとFlhA-Cが閉じた構造から開いた構造に変化し、その結果べん毛タンパク質輸送装置はべん毛繊維形成に関与するタンパク質を輸送することが明らかとなった。
4.ATPaseであるFliIがFlhB-Cに結合してATP依存的に輸送ゲートを開閉すること、FlhBのN末細胞質領域とC末天然変性領域が輸送ゲートの開閉に重要な役割を果たすことが示唆された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ユタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ユタ大学
  • [国際共同研究] 南京農業大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      南京農業大学
  • [雑誌論文] The flexible linker of the secreted FliK ruler is required for export switching of the flagellar protein export apparatus2020

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Miki、Tanaka Seina、Inoue Yumi、Namba Keiichi、Aizawa Shin-Ichi、Minamino Tohru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 838

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57782-5

    • 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
      Inoue Yumi、Ogawa Yuya、Kinoshita Miki、Terahara Naoya、Shimada Masafumi、Kodera Noriyuki、Ando Toshio、Namba Keiichi、Kitao Akio、Imada Katsumi、Minamino Tohru
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 27 ページ: 965~976.e6

    • DOI

      10.1016/j.str.2019.03.017

    • 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 ページ: 408~421

    • DOI

      10.1111/gtc.12684

    • 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

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FliK-Driven Conformational Rearrangements of FlhA and FlhB Are Required for Export Switching of the Flagellar Protein Export Apparatus2019

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

      Journal of Bacteriology

      巻: 202 ページ: e00637-19

    • DOI

      10.1128/JB.00637-19

    • 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.
    • 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.
    • 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
  • [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
  • [備考]

    • URL

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

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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