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2014 年度 実績報告書

膜超分子べん毛モーターの動的構造変換と機能発現の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23247024
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(系)研究科(研究院), 教授 (50209342)

研究分担者 川岸 郁朗  法政大学, 生命科学部, 教授 (80234037)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードモーター / べん毛 / エネルギー変換 / 生体膜 / イオン駆動力 / ナトリウムイオン / タンパク質構造変換
研究実績の概要

これまでの研究からPomBとMotBのplug領域を切り替え部位としたキメラタンパク質PotB(以後PotB59)はV. alginolyticusのΔpomAB株、大腸菌のΔmotAB株で発現させると両方で運動能を示すことがわかっていた。このキメラタンパク質を発現するプラスミドを鋳型として3種類の新規のキメラタンパク質を野生型のPomAと共に発現するプラスミドを作成した。1つ目はα1の手前を切り替え部位としたPotB91、2つ目はα1直後を切り替え部位としたPotB129、3つ目はα2直後を切り替え部位としたPotB138である。これらのキメラタンパク質をV. alginolyticusのΔpomAB株またはΔpomABΔmotX株で発現させると、両方の株において運動能を示し、共にPotB138株がキメラ体の中で最も大きな運動能を示した。次に、キメラタンパク質を大腸菌のΔmotAB株でPomAと共発現させると、軟寒天培地上ではPotB59以外運動能をほぼ示さなくなったが、液体培地中では遊泳能を多少保持していることがわかった。そこでべん毛の回転方向の転換を観察することのできるテザードセル法を用いてキメラ体の方向転換頻度を観察した。すると新規キメラ体は全てPotB59と比べて方向転換頻度が低下したことがわかった。さらに、大腸菌のΔmotAB株においてキメラ体の軟寒天培地上での運動能の向上が見られる抑圧変異体を数株単離することができた。これらの変異はキメラタンパク質をコードするプラスミド上のPomAまたはBサブユニットのPomB側をコードする領域上に存在していることがわかった。この変異は固定子―回転子間の界面に影響し、べん毛の回転方向転換頻度を向上させるのだろうと推測された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Functional chimeras of flagellar stator proteins between E. coli MotB and Vibrio PomB at the periplasmic region in Vibrio or E. coli..2015

    • 著者名/発表者名
      Nishino Y1, Onoue Y, Kojima S, Homma M.
    • 雑誌名

      J Microbiologyopen.

      巻: 4(2) ページ: 323-331

    • DOI

      10.1002/mbo3.240

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hypoxia-induced localization of chemotaxis-related signaling proteins in Vibrio cholerae.2015

    • 著者名/発表者名
      Hiremath G, Hyakutake A, Yamamoto K, Ebisawa T, Nakamura T, Nishiyama S, Homma M, Kawagishi I.
    • 雑誌名

      Mol Microbiol

      巻: 5 ページ: 780-790

    • DOI

      10.1111/mmi.12887

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Liquid-based iterative recombineering method tolerant to counter-selection escapes.2015

    • 著者名/発表者名
      Tominaga M, Kawai-Noma S, Kawagishi I, Sowa Y, Saito K, Umeno D.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 5 ページ: e0119818

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0119818

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] putative porin gene of Burkholderia sp. NK8 involved in chemotaxis toward β-ketoadipate.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto-Tamura K, Kawagishi I, Ogawa N, Fujii T.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem

      巻: 79 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1006571

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conformational change in the periplamic region of the flagellar stator coupled with the assembly around the rotor.2014

    • 著者名/発表者名
      Zhu S, Takao M, Li N, Sakuma M, Nishino Y, Homma M, Kojima S and Imada K.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA.

      巻: 111(37) ページ: 13523-8

    • DOI

      10.1073/pnas.1324201111.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大腸菌MotBとビブリオ菌PomBペリプラズム領域キメラ体を用いた種特異的機能決定部位の探索2015

    • 著者名/発表者名
      西岡典子、本間道夫、小嶋誠司
    • 学会等名
      第88回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • 年月日
      2015-03-27
  • [学会発表] The role of FliL in torque generation of the Vibrio polar flagellar motor2015

    • 著者名/発表者名
      Shiwei Zhu, Ananthanarayanan Kumar、Seiji Kojima、Michio Homma
    • 学会等名
      2014年度生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌固定子タンパク質PomBのペリプラズム領域変異がべん毛の回転方向に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      錦野達郎、尾上靖宏、朱世偉、竹川宣宏、小嶋誠司、本間道夫
    • 学会等名
      2014年度生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌のべん毛モータータンパク質PomBペリプラズム領域変異のセリンによる抑制2015

    • 著者名/発表者名
      錦野達郎
    • 学会等名
      第20回べん毛交流会
    • 発表場所
      合歓の郷リゾート(三重県)
    • 年月日
      2015-03-02
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌べん毛モーターにおけるFliLの機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      Ananthanarayanan Kumar
    • 学会等名
      第20回べん毛交流会
    • 発表場所
      合歓の郷リゾート(三重県)
    • 年月日
      2015-03-02
  • [学会発表] 大腸菌べん毛モーター回転に対する高圧力の影響2015

    • 著者名/発表者名
      高木智彦,青木里菜,沢田孝,梅村徹,曽和義幸,西山雅祥,川岸郁朗    2.発表標題
    • 学会等名
      第20回べん毛研究交流会
    • 発表場所
      合歓の郷(三重県・志摩市)
    • 年月日
      2015-03-01
  • [学会発表] MOTILITY INHIBITION BY PLZD, A C-DI-GMP BINDING YCGR HOMOLOG IN VIBRIO ALGINOLYTICUS2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kojima, Takuro Yoneda, Wakako Morimoto and Michio Homma
    • 学会等名
      BLAST XIII
    • 発表場所
      The Hilton Tucson East hotel Tucson, Arizona U.S.A.
    • 年月日
      2015-01-19
  • [学会発表] 固定子の構造変化により細菌べん毛モーターが活性化する仕組み2014

    • 著者名/発表者名
      小嶋誠司、朱世偉、高尾真澄、李郷、佐久間麻由子、西野優紀、本間道夫、今田勝巳
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会 第40回討論会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2014-12-11
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌べん毛モーターの回転におけるPomBペリプラズム領域の分子内架橋の影響2014

    • 著者名/発表者名
      錦野達郎、尾上靖宏、竹川宣宏、朱世偉、小嶋誠司、本間道夫
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会 第40回討論会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2014-12-11
  • [学会発表] 大腸菌ヒストン様蛋白質H-NSによるべん毛モーター回転制御能の解析2014

    • 著者名/発表者名
      沢田 孝,梅村 徹,西山 宗一郎,山本 兼由,曽和 義幸,川岸 郁朗
    • 学会等名
      第97回日本細菌学会関東支部総会
    • 発表場所
      東京ドームホテル(東京都・文京区)
    • 年月日
      2014-10-31
  • [学会発表] 大腸菌MotBとビブリオ菌PomB固定子タンパク質のペリプラズム領域キメラ体を用いた機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      西野優紀、尾上靖宏、小嶋誠司、西岡典子、本間道夫
    • 学会等名
      第51回細菌学会中部支部会
    • 発表場所
      北陸大学(石川県)
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] Functional and structural analysis of the flagellar protein FliL from Vibrio alginolyticus2014

    • 著者名/発表者名
      Kumar Ananthanarayanan, 朱世偉, 小嶋誠司, 本間道夫
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-27
  • [学会発表] Na+駆動型べん毛モーターの固定子複合体のナノディスク再構成への試み2014

    • 著者名/発表者名
      郷原瑞樹, 竹川宜宏, 宮ノ入洋平, 甲斐荘正恒, 小嶋誠司, 本間 道夫
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌のべん毛モーター回転方向決定におけるFliGとPomBの変異の影響2014

    • 著者名/発表者名
      錦野達郎, 尾上靖宏, 竹川宜宏, 朱世偉, 小嶋誠司, 本間道夫
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25
  • [学会発表] 海洋性ビブリオ菌のc-di-GMP結合タンパク質PlzDにおける表現型および生化学的特性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      小嶋誠司, 米田拓郎, 本間道夫
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25
  • [学会発表] べん毛固定子タンパク質PomBとMotBのペリプラズム領域の新規キメラ体の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      西野優紀、尾上靖宏、小嶋誠司、本間道夫
    • 学会等名
      日本生化学会中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2014-05-24

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公開日: 2016-06-01  

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