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2023 年度 実績報告書

細菌べん毛モーター回転力発生機構の構造機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H03220
研究機関名古屋大学

研究代表者

本間 道夫  名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (50209342)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード生体エネルギー変換 / 細菌べん毛 / モータータンパク質 / 回転子 / 固定子
研究実績の概要

べん毛回転は、細胞膜上の固定子中をイオンが透過し、固定子-回転子間の相互作用が変化し、回転力が生じる。我々の研究で主に使っている海洋性ビブリオ菌のPomAPomBに関して、クライオ電子顕微鏡による構造解析を前年度に引き続き行い、原子レベルの構造構築を行った。しかし、昨年、我々の使っているPomABとほぼ同じタンパク質構造がデンマークのグループによって先に発表されてしまった。そこで、新たな付加価値をつけて投稿するためにイオン結合部位の構造についてさらなる詳細に解析を行い、論文をほぼ投稿できる状態にした。べん毛モーターの試験管内で、機能的なモーターの再構成形を構築するために必要なビブリオ菌由来のMSリングをFliFとFliGを融合したタンパク質を用いて、効率よく精製することに成功して、解析を行い、論文としまとめることができた。さらに、クライオ電子顕微鏡で構造解析をおこない、原子レベルの構造についてSリングの部分については得られた。しかし、MリングやFliGの部分については構造が揺らいているらしく、構造を得ることはできなかった。
FliFにGFPを結合して、MSリング構造を観察できることも示すことができた。このMSリングを膜に埋め込む実験を開始した。また、実際に固定子が回転しているかを検証する為に、GFPタンパク質をPomBに融合し、精製を行い、前年度AFM(原子間力顕微鏡)による観察を行ったが、構造を確認することはできなかった。本年度は、Hisタグを利用して、金粒子に結合することで、観察を行い、固定子の構造を電子顕微鏡とAFMで、固定子の構造を容易に観察することはできるようになった。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Deciphering the genomes of motility-deficient mutants of Vibrio alginolyticus 138-22024

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Kazuma、Inaba Keita、Nishioka Noriko、Kojima Seiji、Homma Michio、Ihara Kunio
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 12 ページ: e17126

    • DOI

      10.7717/peerj.17126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of linker region flanked by transmembrane and peptidoglycan binding region of PomB in energy conversion of the Vibrio flagellar motor2024

    • 著者名/発表者名
      Miyamura Yusuke、Nishikino Tatsuro、Koiwa Hiroaki、Homma Michio、Kojima Seiji
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 29 ページ: 282-289

    • DOI

      10.1111/gtc.13102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ring formation by Vibrio fusion protein composed of FliF and FliG, MS-ring and C-ring component of bacterial flagellar motor in membrane2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kanji、Nishikino Tatsuro、Kajino Hiroki、Kojima Seiji、Uchihashi Takayuki、Homma Michio
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 20 ページ: e200028

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v20.0028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changes in the hydrophobic network of the FliGMC domain induce rotational switching of the flagellar motor2023

    • 著者名/発表者名
      Nishikino Tatsuro、Hijikata Atsushi、Kojima Seiji、Shirai Tsuyoshi、Kainosho Masatsune、Homma Michio、Miyanoiri Yohei
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 107320

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107320

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of FlhF, SRP-like GTPase with FliF, MS ring component assembling the initial structure of flagella in marine Vibrio2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Yuria、Homma Michio、Kojima Seiji
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 ページ: 125-130

    • DOI

      10.1093/jb/mvad029

    • 査読あり
  • [学会発表] Interaction between the stator and rotor proteins, PomA and FliG, to generate rotational force by ion-motive force in the bacterial flagellar motor2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Terashima、Michio Homma、Seiji Kojima
    • 学会等名
      Naito Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌べん毛モーター機能を助けるストマチン様タンパク質FliLの構造と生化学性状2023

    • 著者名/発表者名
      本間道夫,錦野達郎,竹川宜宏,池田充,多治見祐希,村田和義,今田勝巳,小嶋誠司,内橋貴之
    • 学会等名
      ビブリオシンポジウム
  • [学会発表] ビブリオ菌べん毛モーター固定子タンパク質PomBの膜貫通領域とペプチドグリカン結合領域を繋ぐリンカー領域の役割2023

    • 著者名/発表者名
      宮村優輔、錦野達郎、小岩大晃、高橋 幹士、多治見祐希、本間道夫、内橋貴之、小嶋誠司
    • 学会等名
      日本生化学会大会
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡単粒子解析によるべん毛モーター固定子PomAPomBのNa+イオン透過経路の解明2023

    • 著者名/発表者名
      錦野達郎, 竹川宜宏, 岸川淳一, 廣瀬未果, 小嶋誠司, 本間道夫, 加藤貴之, 今田勝巳
    • 学会等名
      日本細菌学会中部支部総会
  • [学会発表] Investigation of interaction between flagellar motor stator PomB and stomatin-like protein FliL in marine Vibrio.2023

    • 著者名/発表者名
      本間道夫,錦野達郎,竹川宜宏,池田充,多治見祐希,村田和義,今田勝巳,小嶋誠司,内橋貴之
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会

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公開日: 2024-12-25  

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