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2012 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 21370074
Research InstitutionToyo University

Principal Investigator

伊藤 政博  東洋大学, 生命科学部, 教授 (80297738)

Project Period (FY) 2009-04-01 – 2013-03-31
Keywords好アルカリ性細菌 / べん毛モーター / イオンチャンネル / ハイブリッドモーター / 枯草菌 / 固定子 / プロトン駆動力 / ナトリウム駆動力
Research Abstract

これまで好アルカリ性細菌から新規なNa+駆動型のべん毛モーター固定子MotPSを発見し、枯草菌の2つの固定子MotABとMotPSの各サブユニットの機能的な役割を解明した。本研究では①枯草菌が持つべん毛モーターについてモーターのトルク特性を解析すること、②枯草菌のべん毛固定子MotAB、MotPSと相互作用する側の回転子複合体の構成タンパク質であるFliGに着目し、モーターの回転に重要なアミノ酸残基を特定すること、③新規性が期待された好アルカリ性細菌Bacillus alcalophilusのべん毛モーターの機能を解析すること、④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目的とした。
2012年度は、①については、成果がまとまり次第、投稿を予定している。②では、固定子の発現と変異箇所の影響から構造面と機能面に重要なアミノ酸残基の同定を行うことができた。また、回転子側のタンパク質FliGに関しても、現在、機能面で重要なアミノ酸残基の同定を行っている。③では、好アルカリ性細菌Bacillus alcalophilusのべん毛モーターが、これまで報告例のないK+を利用できる新規べん毛モーターであることを明らかにした。④では、枯草菌のMotPSについて大量精製系の確立と結晶化を進めた。精製タンパク質の量が微量でスクリーニングが可能な結晶化ロボット等を用いた結晶化スクリーニングを行ったが、得られた結晶の回折測定で目的の回折像はまだ得られていない。今後は、不活性な複合体やサブユニット単独の結晶化などのステップを経る地道な作業によって完全な複合体構造の構造解明に近づけたいと考えている。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 第3のイオンで駆動するハイブリッド型生物モーターの発見2013

    • Author(s)
      寺原直矢、佐野元彦、伊藤政博
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: (掲載決定)

  • [Journal Article] A Bacillus flagellar motor that can use both Na+ and K+ as a coupling ion is converted by a single mutation to use only Na+2012

    • Author(s)
      Terahara N., Sano M., and Ito M.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 7(9) Pages: e46248

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0046248

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of a single motP mutation for motility at neutral pH of the Na+-driven flagellar motor of Bacillus pseudofirmus OF42013

    • Author(s)
      Yuka Takahashi, Yukina Noguchi, Masahiro Ito
    • Organizer
      BLAST meeting 2013
    • Place of Presentation
      Tucson, AZ, USA
    • Year and Date
      20130120-20130122
  • [Presentation] 枯草菌べん毛モーター固定子におけるイオン流入経路に関わるアミノ酸残基の解析2012

    • Author(s)
      古山琴美、伊藤政博
    • Organizer
      2012年度極限環境生物学会年会
    • Place of Presentation
      日本大学文理学部
    • Year and Date
      20121201-20121202
  • [Presentation] 好アルカリ性細菌 Bacillus pseudofirmus OF4株のNa+駆動型べん毛モーター固定子MotPSにおける中性環境でのイオン透過性に重要なアミノ酸残基2012

    • Author(s)
      高橋優嘉、野口有希奈、伊藤政博
    • Organizer
      2012年度極限環境生物学会年会
    • Place of Presentation
      日本大学文理学部
    • Year and Date
      20121201-20121202
  • [Presentation] 枯草菌べん毛モーター固定子中のイオン流入経路に関与するアミノ酸残基の解析2012

    • Author(s)
      古山琴美、伊藤政博
    • Organizer
      2012年度日本農芸化学会関東支部年会
    • Place of Presentation
      新潟薬科大学
    • Year and Date
      20121027-20121028
  • [Presentation] 2種類の共役イオンが利用できるハイブリット型生物モーターの回転機構の解明2012

    • Author(s)
      高橋優嘉、伊藤政博
    • Organizer
      2012年度日本農芸化学会関東支部年会
    • Place of Presentation
      新潟薬科大学
    • Year and Date
      20121027-20121028
  • [Presentation] An analysis of amino acid residues which affect the structure of the ion flux pathway of the flagellar stator complex from Bacillus subtilis2012

    • Author(s)
      K. Koyama and M. Ito
    • Organizer
      17th European Bioenergetics Conference
    • Place of Presentation
      Freiburg, Germany
    • Year and Date
      20120915-20120920
  • [Presentation] The charged amino acid residues of two different stators of the flagellar motor in Bacillus subtilis are important for motility2012

    • Author(s)
      Y. Takahashi and M. Ito
    • Organizer
      17th European Bioenergetics Conference
    • Place of Presentation
      Freiburg, Germany
    • Year and Date
      20120915-20120920
  • [Presentation] ハイブリッド型生物モーターに関する研究

    • Author(s)
      伊藤政博
    • Organizer
      平成24年度井上円了賞受賞記念講演
    • Place of Presentation
      東洋大学白山キャンパス
    • Invited
  • [Presentation] One stator that couples to two different ions: flagellar stator and motility of alkaliphilic Bacillus species

    • Author(s)
      Masahiro Ito
    • Organizer
      9th International Congress on Extremophiles 2012
    • Place of Presentation
      Sevilla, Spain
    • Invited
  • [Presentation] 好アルカリ性細菌のNa+駆動型べん毛モーター固定子MotPSへの変異導入により中性環境での共役イオン透過を高めるアミノ酸残基の同定

    • Author(s)
      高橋優嘉、野口有希奈、伊藤政博
    • Organizer
      日本農芸化学会2013年度大会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス
  • [Remarks] 生命科学部 伊藤政博教授の研究グループが第3のイオンで動くハイブリッド・ナノマシンの発見に成功

    • URL

      http://www.toyo.ac.jp/site/lsc/news-6256.html

  • [Remarks] 第3のイオンで動くハイブリッド・ナノマシンの発見に成功

    • URL

      http://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000014.000005239.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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