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輸送ゲート構成タンパク質であるFlhAのC末細胞質ドメイン(FlhA-C)は9量体リング複合体を形成する。このリング複合体を構成する各FlhA-Cサブユニットがべん毛フックの完成に伴って協同的に構造変化すると、べん毛タンパク質輸送の交通渋滞が発生することなく規則正しい順番でべん毛タンパク質が送り出される。本研究は、フック完成に伴って誘導されるFlhA-Cリング複合体の協同的構造変化とそれに伴う機能変化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.FlhBのC末細胞質ドメイン (FlhB-C) の変異体解析から、 FliKのC末ドメイン (FliK-C) がFlhB-Cに結合するとFlhB-Cの構造変化が起こり、その結果フックタンパク質の輸送が停止すること、さらにFlhB-CがFlhA-Cに結合するとFlhA-Cが構造変化し、その結果べん毛繊維タンパク質の輸送が開始することを突き止めた。さらに、FlhA-Cの変異体解析から、FliK-CがFlhA-Cにも結合することが示唆された。
2.ATPaseであるFliIがFlhB-Cとの相互作用を介してATP依存的に輸送ゲートを開閉すること、FlhBのN末細胞質領域と構造的にフレキシブルなC末端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。
3.FliKのN末ドメインとFliK-Cをつなぐリンカー領域の欠失解析から、リンカー領域はフックの長さを測定する分子物差しの一部であること、FliK-CとFlhB-Cとの相互作用を巧みに制御すること、などが判明した。
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