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2010 年度 実績報告書

バチルス属細菌がもつ新奇なべん毛モーター固定子複合体の機能と構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21370074
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)

キーワードべん毛モーター / 好アルカリ性細菌 / イオンチャンネル / ハイブリッドモーター / 枯草菌 / プロトン駆動力 / ナトリウム駆動力 / 固定子
研究概要

今回の研究課題では枯草菌やBacillus clausiiが持つべん毛モーターについて、(1)一つのモーターユニットのトルクを算出することにより、モーターの性能を解析すること、(2)枯草菌のべん毛固定子MotAB、MotPSと相互作用する回転子複合体の構成タンパク質であるFliGに着目し、べん毛モーターの回転に関与するアミノ酸残基を特定すること、(3)B.clausiiが持つユニークな環境pH応答型固定子MotABと枯草菌が持つNa+駆動型固定子MotPSについて、大量精製系を確立してX線結晶構造解析を行い、モーターの回転機構を原子レベルで解明することを計画している。
2010年度は、(1)では、枯草菌においてビーズアッセイ法を用いて枯草菌野生株および枯草菌のmotAB遺伝子とmotPS遺伝子を欠損して運動性が欠損している株にコントロールとして枯草菌のMotAB発現株(H+のみを共役イオンとして利用できる)と枯草菌のMotPS発現株(Na+のみを共役イオンとして利用できる)を用いて、べん毛のモーター特性を4分割光センサー顕微鏡で測定した。培地、測定用バッファーのどちらを使用した場合も枯草菌のべん毛モーターが2種類の固定子を含むハイブリッドモーターであることを示すデータを得た。(2)では、枯草菌でこれまで明らかにされていないべん毛モーターの回転子と固定子の回転相互作用に関与するアミノ酸残基の同定を部位特異的変異導入法により作成した変異株を用いて試みた。昨年度の問題点として変異が入った固定子の膜への発現が低下もしくは、ウェスタンブロットで検出できないといったことがあったが、今年度は、培養条件などを工夫することで固定子の膜への発現を確認することができた。現在、野生型の固定子をもつ株に部位特異的変異導入をした固定子を共発現させるドミナントネガティブ実験を行うための変異株の構築を行っており、先行して取得できた株に関しては、遊泳速度の解析を始めている。(3)では、先行して枯草菌のMotPSについて大量精製系の確立と結晶化への試みを進めている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Alkaliphilic microorganisms:Lessons from their adaptations.2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤政博
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 57(印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioenergetics : Cell Motility and Chemotaxis of Extreme Alkaliphiles.2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ito, S.Fujinami, N.Terahara
    • 雑誌名

      Extremophiles handbook

      巻: 1 ページ: 141-161

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive mechanisms of extreme alkaliphiles.2010

    • 著者名/発表者名
      T.A.Krulwich, J.Liu, M.Morino, M.Fujisawa, M.Ito, D.B.Hicks
    • 雑誌名

      Extremophiles handbook

      巻: 1 ページ: 119-139

    • 査読あり
  • [学会発表] 枯草菌べん毛モーターの回転機構における固定子MotAB、 MotPSの重要な荷電アミノ酸残基2011

    • 著者名/発表者名
      高橋優嘉、伊藤政博
    • 学会等名
      第11回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] Analysis of the charged residues in two kinds of flagellar stator proteins in Bacillus subtilis.2010

    • 著者名/発表者名
      Yuka Takahashi, Masahiro Ito
    • 学会等名
      第8回東洋大学バイオナノエレクトロニクス研究センター国際シンポジウム
    • 発表場所
      東洋大学白山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2010-12-17
  • [学会発表] Single molecular measurement of the flagellar motor of Bacillus subtilis2010

    • 著者名/発表者名
      Yukina Noguchi, Naoya Terahara, Masahiro Ito
    • 学会等名
      第8回東洋大学バイオナノエレクトロニクス研究センター国際シンポジウム
    • 発表場所
      東洋大学白山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2010-12-17
  • [学会発表] H^+駆動力とNa^+駆動力の両方が利用可能な枯草菌べん毛モーターの1分子回転計測法によるモーター特性の解明2010

    • 著者名/発表者名
      野口有希奈、寺原直矢、伊藤政博
    • 学会等名
      第11回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府)
    • 年月日
      2010-11-15
  • [学会発表] 枯草菌がもつハイブリッド型べん毛モーターの1分子計測2010

    • 著者名/発表者名
      野口有希奈、寺原直矢、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度関東支部大会
    • 発表場所
      千葉大学園芸学部(千葉県)
    • 年月日
      2010-10-09
  • [学会発表] 枯草菌べん毛モーターの回転機構に重要な荷電アミノ酸残基2010

    • 著者名/発表者名
      高橋優嘉、伊藤政博
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度関東支部大会
    • 発表場所
      千葉大学園芸学部(千葉県)
    • 年月日
      2010-10-09
  • [学会発表] Molecular phylogenetic analysis of flagellar stator proteins of alkaliphilic Bacillus species.2010

    • 著者名/発表者名
      Naoya Terahara, Yukina Noguchi, Yuko Nakano, Keiichi Namba, Masahiro Ito
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] 微生物に学ぶアルカリ性環境適応戦略2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤政博
    • 学会等名
      第55回低温生物工学会大会セミナー
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2010-06-25
  • [備考]

    • URL

      http://www2.toyo.ac.jp/~ito1107/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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