How can chemotaxis sensors in environmental bacteria sense multiple amino acids?

环境细菌中的趋化传感器如何感知多种氨基酸？

• 批准号: 21H02106
• 负责人: 加藤 純一
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02106/
• 关键词: 走化性センサー; 物質認識機構; 環境細菌; ケモセンサー; 走化性

Pseudomonas protegens CHA0のCtaBが感知できるアミノ酸数は4つのみである。10以上のアミノ酸を感知できるVibrio choleraeのMlp37でアミノ基との結合に関与するD172に対応するCtaBの残基はAlaであることから、この残基をAspに置換したCtaB変異体を作成したところ、本来CtaBが感知できないArgを感知できるようになっていた。Argの感知に関わる部位を特定するために、Arg類似体としてオルニチン、アグマチン、シトルリン、グアニジンに対する走化性を調べた結果、Argのアミノ基、カルボキシル基、グアニジノ基がCtaB変異体による感知に関与していることが分かった。19アミノ酸を感知するCtaAはArgも感知できる。そこで、Arg感知の感度を比較すべく、種々の濃度に対するCtaA及びCtaB変異体のArg感知能を調べた。その結果、CtaB変異体のArgに対する感度はCtaAよりも高いことが分かった。CtaBのA172をGlu、His、Arg、Lysに置換した変異体を作成したが、いずれもArgを感知できなかった。このことからCtaB-D172変異体がArgを感知するのには、負チャージを持った側鎖が必須で、さらに鎖長がC2であることが示唆された。2つのアミノ酸を感知するCtaCもD172に相当する位置のアミノ酸残基はAlaである。そこで、CtaBと同様にAspに置換したCtaC変異体を作成した。このCtaC変異体はArgを感知できなかった。このことから、CtaBとCtaCのD172に相当する残基以外のアミノ酸残基を比較検討すれば、CtaB変異体のArg感知能の獲得のメカニズムを理解できるのではないかと考えた。

Pseudomonas protegens CHA0 <s:1> CtaBが perceives で るア るア るア <s:1> ノ acid number <e:1> 4 みである みである みである. More than 10 ア ア ノ acid を perception で る るVibrio Cholerae の Mlp37 で ア ミ ノ base と の combining に masato and す る D172 に 応 seaborne す る CtaB の residues は Ala で あ る こ と か ら, こ の residues を Asp に replacement し た CtaB - variant を made し た と こ ろ, CtaB が perception で き な い Arg を perception で き る よ う に な っ て い た. Arg の perception に masato わ る parts を specific す る た め に, Arg similar と し て オ ル ニ チ ン, ア グ マ チ ン, シ ト ル リ ン, グ ア ニ ジ ン に す seaborne る go voltinism を adjustable べ た results, Arg の ア ミ ノ base, カ ル ボ キ シ ル base, グ ア ニ ジ ノ base が CtaB - variant に よ る perception に masato and し て い る こ と が points か っ た. 19ア ノ ノ acid を perception するCtaA る Arg perception で る る る. そ こ で, Arg perception の sensitivity を compare す べ く, kind of 々 の concentration に す seaborne る CtaA and び CtaB - variant の Arg perception to を べ た. The そ <s:1> result, the <s:1> Argに of the CtaB variant, the に sensitivity of the する CtaAよ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> is higher than the <s:1> <s:1> とが score of った った った. CtaB の A172 を Glu, His, Arg and Lys に replacement し た - variant を made し た が, い ず れ も Arg を perception で き な か っ た. こ の こ と か ら CtaB - D172 - variant が Arg を perception す る の に は, negative チ ャ ー ジ を hold っ た side lock が must で, さ ら に lock long が C2 で あ る こ と が in stopping さ れ た. 2 つ の ア ミ ノ acid を perception す る CtaC も D172 に quite す る position の ア ミ ノ acid residues は Ala で あ る. Youdaoplaceholder0 た で and CtaBと are the same. Youdaoplaceholder3 Aspに is used to replace the <s:1> たCtaC variant を to make た. The <s:1> <s:1> CtaC variant <s:1> Argを senses で な な な った った. こ の こ と か ら, CtaB と CtaC の D172 に quite す る residue outside の ア ミ ノ acid residues を compare beg す 検 れ ば, CtaB - variant の Arg perception can get の の メ カ ニ ズ ム を understand で き る の で は な い か と exam え た.