• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

バクテリアべん毛モーター反転制御装置の設計原理の解明

公募研究

研究領域情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理
研究課題/領域番号 20H05532
研究機関大阪大学

研究代表者

南野 徹  大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (20402993)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード細菌 / 1分子計測(SMD) / 蛋白質 / 遺伝学
研究実績の概要

本年度の主な成果は以下に示す。
1.CheY-PはFliMのN末天然変性領域に存在するLSQXEIDLLモチーフに強く結合し、その結果べん毛モーターの回転方向がスイッチする。べん毛モーターの回転方向がCCW方向にバイアスされるfliM(D39M)およびfliM(Q39M)変異体を単離し解析した結果、CheY-PによるLSQXEIDLLモチーフを含む天然変性領域の構造変化により、べん毛モーターの反転制御装置であるCリングの構造変化が誘起されることが示唆された。さらに、CheY-PがCリング構成蛋白質であるFliNに存在する結合サイトに結合することにより、Cリングの全体構造がCCWからCWの状態にスイッチに重要であることが示唆された。
2.回転子であるMSリングの構造解析を行なった結果、34分子のサブユニットが2つの異なる構造で集合してMSリングを形成していること、その結果、MSリングの内部には34回、23回、11回の回転対称構造があることが明らかとなった。さらに、FliGリングも34分子のサブユニットで構成されていることが判明した。
3.クライオ電子顕微鏡を用いて軸受として働くLPリング複合体の分子構造を3.5Å分解能で解析した結果、LPリングが回転軸との間の静電引力と静電反発力をバランスよくもちいて摩擦によるエネルギー散逸を最小化していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ユタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ユタ大学
  • [雑誌論文] Recent Advances in the Bacterial Flagellar Motor Study2021

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 11 ページ: 741~741

    • DOI

      10.3390/biom11050741

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Native flagellar MS ring is formed by 34 subunits with 23-fold and 11-fold subsymmetries2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto Akihiro、Miyata Tomoko、Makino Fumiaki、Kinoshita Miki、Minamino Tohru、Imada Katsumi、Kato Takayuki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 4223

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24507-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the molecular bushing of the bacterial flagellar motor2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomoko、Makino Fumiaki、Miyata Tomoko、Minamino Tohru、Kato Takayuki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 4469

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24715-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] べん毛モーターの軸受けはどのようにして軸周りに構築されるのか?2022

    • 著者名/発表者名
      山口智子, 牧野文信, 宮田知子, 南野徹, 加藤貴之, 難波啓一
    • 学会等名
      2021年度べん毛研究交流会
  • [学会発表] バクテリアべん毛モーターの回転スイッチ機構2022

    • 著者名/発表者名
      南野徹, 木下実紀, 難波啓一
    • 学会等名
      2021年度べん毛研究交流会
  • [学会発表] Insight into cooperative structural remodeling of the flagellar rotor ring complex responsible for directional switching2021

    • 著者名/発表者名
      南野徹, 木下実紀, 難波啓一
    • 学会等名
      日本生物物理学会
  • [学会発表] 滑らかに回転するバクテリアべん毛モーターの軸-軸受け相互作用を立体構造から紐解く2021

    • 著者名/発表者名
      山口智子, 牧野文信, 宮田知子, 南野徹, 加藤貴之, 難波啓一
    • 学会等名
      日本生物物理学会
  • [学会発表] Bacillus subtilis 由来べん毛固定子蛋白質MotS のナトリウム依存的構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      上堀まりあ, 山口綾香, 竹川亘宏, 南野徹, 今田勝巳
    • 学会等名
      日本生物物理学会
  • [図書] Perspectives on bacterial flagellar motor2021

    • 著者名/発表者名
      Minamino T, Namba K
    • 総ページ数
      356
    • 出版者
      Biomolecules
    • ISBN
      978-3-0365-1337-9
  • [備考]

    • URL

      https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/2ce577c0931a0530.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi