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極低温電子顕微鏡による細菌べん毛モーターと蛋白質輸送装置の像構造解析

使用低温电子显微镜对细菌鞭毛运动和蛋白质运输装置进行结构分析

基本信息

批准号：
21227006
负责人：
難波啓一
金额：
$ 131.12万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009-05-11 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21227006/
关键词：
細菌蛋白質ナノバイオナノマシン分子モーター

项目摘要

細菌べん毛は回転モーターとらせん繊維型プロペラなどで構成される超分子ナノマシンである。本研究は、回転モーターでタンパク質輸送装置でもあるべん毛基部体で、未だに多くが不明な構成タンパク質の立体構造と配置と相互作用を解明し、基部体の動作機構を明らかにするのが目的である。加速電圧300 kVの電子線には直径１ミクロンのサルモネラ菌は厚すぎて透過しづらいため、クライオ電子線トモグラフィーの解像度は10 nm以下に留まり、基部体の詳細な構造を見ることができない。そこで、FtsZの大量発現により直径0.4ミクロン程のミニ細胞を効率よく作成する条件を確立し、分解能を4 nm程度にまで向上させた。それぞれのミニ細胞には１～２本のべん毛と共に病原性因子分泌装置が複数見られた。両者はその構成蛋白質のアミノ酸配列相同性の高さと立体構造の類似性により、ともにIII型蛋白質輸送装置と呼ばれている。数多くのミニ細胞のトモグラムからべん毛基部体と病原性因子分泌装置の立体像を数十個抽出してそれぞれの平均像を求めた結果、これまで誰も見たことのなかったIII型蛋白質輸送に関わる複合体装置の細胞質側の立体構造が詳細に見え、両者の共通性と違いが明らかになった。また、大量発現系から精製したべん毛構成蛋白質のＸ線結晶解析により、べん毛蛋白質輸送に関わるFliH/I複合体とFliPのペリプラズムドメイン、そしてべん毛基部体ロッド蛋白質FlgGの結晶構造解析が完了した。

The bacteria were transformed into supramolecular DNA in the presence of microorganisms. In this study, we need to know that the basic body of the hair, the structure of the three-dimensional configuration, the interaction mechanism and the purpose of the transmission device are very important in this study. The accelerator 300kV cable has a diameter of 1 inch. The thickness of the bacteria is very thick. The resolution of the cable is below 10 nm, and the base body is used to make the sensor. A large number of samples, such as FtsZ and FtsZ, show that the diameter is 0.4 and the cell rate is very high. The conditions are confirmed and the decomposition energy is 4 nm. Please see the complex number of the common pathogenic factor secretion device in this book. In this case, you can use the same type of protein to make the same type of protein, and the type III protein delivery device will call you. Several cell lines were used to secrete pathogenic factors in the hair base. The stereoscopic images of dozens of extracted samples were used to calculate the results of the average image. The protein type III protein was transported to the cell of the complex device, and the results were obtained by stereoscopic imaging of dozens of extracted samples. In this study, a large number of samples were analyzed by X-ray crystal analysis, transmission of FliH/I complex, FliP protein, FlgG, and FlgG analysis.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Coupling between switching regulation and torque generation in bacterial flagellar motor.

DOI：
10.1103/physrevlett.108.178105
发表时间：
2012-04-27
期刊：
Physical review letters
影响因子：
8.6
作者：
Bai F;Minamino T;Wu Z;Namba K;Xing J
通讯作者：
Xing J

生体超分子ナノマシンの構造と機能の解明に向けて-電子顕微鏡法とX線回折法のポテンシャル-

阐明生物超分子纳米机器的结构和功能 - 电子显微镜和 X 射线衍射方法的潜力 -

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kamakura S.;Nomura M.;Hayase J.;Iwakiri Y.;Nishikimi A.;Fukui Y.;Takayanagi R.;Sumimoto H.;泉ひかり・萩原聖士・田中寿臣・玄浩一郎・井尻成保・足立伸次;楠崎智樹;難波啓一
通讯作者：
難波啓一

バクテリアべん毛輸送ゲート構成蛋白質 FliP の機能構造解析. Functional and structural analysis of FliP, a component of bacterial flagellar export gate.

FliP（细菌鞭毛出口门的一个组成部分）的功能和结构分析。