2005 Fiscal Year Annual Research Report
鞭毛タンパク質フラジェリンの機能解析による細菌細胞表層構造の構築原理と鞭毛進化
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17380053
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 幸作 京都大学, 農学研究科, 教授 (90142299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 渉 京都大学, 農学研究科, 助教授 (30273519)
三上 文三 京都大学, 農学研究科, 助教授 (40135611)
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| Keywords | Sphingomonas / フラジェリン / 鞭毛 / アルギン酸 / 体腔 / 細胞表層 / レセプター / 襞構造 |
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| Research Abstract |
微生物学の歴史の中で初めて見出した細胞表層に巨大な孔「体腔」を形成する細菌(Sphingomonas属細菌A1株)は、高分子物質アルギン酸存在(体腔形成)時に2種類の鞭毛タンパク質フラジェリン(p5とp6)を細胞表層に誘導発現する。体腔は、細胞外の高分子物質を濃縮し、ペリプラズムに輸送する。一般に、フラジェリンは、細胞外で鞭毛のフィラメントを形成し、プロペラ(羽とシャフト)として機能する。しかし、A1株は鞭毛を形成しないため、アルギン酸で誘導発現する細胞表層フラジェリンホモログp5とp6は、新規な局在性と機能を示すことが予想された。また、p5とp6が互いに相同性を示し構成的に微量発現していること、及びp5とp6の二重遺伝子破壊株が育種できないことから、A1株のフラジェリンホモログは互いに機能を相補可能であるが、生育に重要なタンパク質であることが示唆された。本年度はp5とp6の機能解析を進め、以下の知見を得た。
p6遺伝子破壊株は、野生株と比較して、細胞表層において、不鮮明な襞構造と不完全な体腔を示した。このことから、p6は、細胞表層において、襞構造の構築と体腔の形成に関与していることが示唆された。p5は、免疫電顕により細胞表層に点在することが示された。p5が細胞表層に点在することから、フラジェリンホモログのアルギン酸結合能を表面プラズモン共鳴法により解析した。p5はアルギン酸と結合性を示し、そのアルギン酸との解離定数はKd=〜1nMと算出されたため、p5とアルギン酸との結合が強固であることが分かった。nMレベルの解離定数を示すタンパク質には、シグナル伝達に関与する細胞表層レセプターが知られている。従って、アルギン酸と高い結合性(Kd=1nM)を示すA1株の細胞表層フラジェリンホモログは、体腔形成を制御するシグナル伝達に関わるレセプターとして機能する可能性が考えられた。
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