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2023 年度 実績報告書

細菌べん毛モーターのトルク発生ユニットがもつ構造対称性と機能の連関

研究課題

研究課題/領域番号 20K06564
研究機関法政大学

研究代表者

曽和 義幸  法政大学, 生命科学部, 教授 (10519440)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードべん毛モーター / 固定子
研究実績の概要

本研究では,大腸菌の遊泳時に推進力を生み出すべん毛モーターの回転機構に着目して研究を進めている.モーターは,イオンチャネルとしても機能するトルク発生ユニット・固定子MotA/MotB複合体の細胞質ドメインと回転子リングを構成するFliGタンパク質の間の相互作用によって生まれる.固定子は複数個同時に回転子リングに相互作用し,その機能を調節している.また,固定子複合体は2分子のMotBと5分子のMotAからなり,MotBのアスパラギン酸にイオンが結合する度に,5量体のMotAがMotBを中心に回転する固定子内回転モデルが提案されている.
本研究課題においては,固定子複合体内のMotBの機能を独立に制御できるヘテロMotB固定子複合体を利用して研究を進めた.この系では,機能に重要な部位を特定することが効率的に解析を進める上で不可欠である.そこでMotBに非天然アミノ酸pBPAを組み込んで紫外光を照射することで,MotAとMotBの間で光架橋を形成させ,固定子内回転モデルに重要な界面の特定を目指した.pBPAを組み込んだモーターの回転を計測しながら紫外光を照射したところ,一部のMotB-pBPA変異体については,回転速度が段階的に低下した.これは,光架橋によって固定子複合体が不活化し,モーターから離脱するために起こったと考えられた.これら回転トルク発生に重要な部位・界面を大腸菌固定子の予測構造にマッピングしたところ,単純にMotA-B界面に位置しているわけではなかった.さらなる検討は必要であるものの回転モデルを考察する上で興味深い結果が得られた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] UNSW(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      UNSW
  • [雑誌論文] Flagellar polymorphism-dependent bacterial swimming motility in a structured environment2023

    • 著者名/発表者名
      Kinosita Yoshiaki、Sowa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 20 ページ: e200024

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v20.0024

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 大腸菌センサーキナーゼBaeSから走化性制御因子CheYへのクロストーク2024

    • 著者名/発表者名
      武井 陸,井芹 友香,大森 楓河,田島 寛隆,石黒 亮,日高 直樹,吉村 美歩,曽和 義幸,西川 正俊,山本 兼由,川岸 郁朗
    • 学会等名
      2023年度べん毛研究交流会
  • [学会発表] 細菌べん毛モーター制御因子FliLの固定子との相互作用の解析2024

    • 著者名/発表者名
      熊谷 桃花,石田 翼,日髙 直樹,曽和 義幸
    • 学会等名
      2023年度べん毛研究交流会
  • [学会発表] Stator dynamics of chimeric Na+-driven E. coli flagellar motor observed with fluorescent microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shoji, Naoki Hidaka, Yong-Suk Che, Yoshiyuki Sowa
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] The L118P mutation in the stator protein MotB affects motor adaptation to load in the bacterial flagellar motor2023

    • 著者名/発表者名
      Shuo Peng Wang, Tsubasa Ishida, Naoki Hidaka, Shoichi Toyabe, Seiji Kojima, Yoshiyuki Sowa
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Heterotrimer formation of MdtB and MdtC, inner membrane transporters of the RND-type xenobiotic efflux complex2023

    • 著者名/発表者名
      Yuto Nakamura, Kenichiro Kashihara, Hirotaka Tajima, Yoshiyuki Sowa & Ikuro Kawagishi
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Development of an optical method to control bacterial motility using light-driven proton pumping rhodopsins2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Nakanishi, Keiichi Kojima, Yoshiyuki Sowa, Yuki Sudo
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会

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公開日: 2024-12-25  

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