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べん毛フック繊維連結部の極低温電子顕微鏡による構造解析

使用低温电子显微镜对鞭毛钩纤维连接进行结构分析

基本信息

批准号：
11J03788
负责人：
牧野文信
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03788/
关键词：
温電子顕微鏡単粒子像解析連結部 FlgK FlgL キャップ FliD

项目摘要

サルモネラなどの細菌は、数本のべん毛と呼ばれるらせん型プロペラを束にして回転することで、水中を自由に泳ぐことができる。べん毛は回転トルクを発生する基部体、ユニバーサルジョイントとして働くフック、プロペラに相当するべん毛繊維(繊維)に分けられる。フックと繊維の間は、フック繊維連結部(連結部)と呼ばれ、2種類のタンパク質で繋がれている。この連結部は、フックと繊維を強固に連結しつつ、ダイナミックな構造変化を互いに伝えず、繊維の構造変化を制御する機構を持っている。本研究は、極低温電子顕微鏡像の画像解析法を用いて、連結部がもつこれらの機構を、立体構造に基づいて解明することが目的である。本年度は、L型およびR型直線繊維に結合したフック繊維連結部複合体(L型およびR型連結部複合体)の立体構造解析を行った。通常の画像解析法では、繊維およびフックがもつらせん構造による像パターンの影響が強いため三次元再構成に失敗した。そこで、連結部複合体に適した画像解析法を開発し、L型およびR型連結部複合体の三次元再構成に成功した。分解能はそれぞれ19Aと20Aである。これらの構造解析の結果、連結部を構成するFlgKとFlgLがそれぞれ11分子、細胞側からフック・FlgK・FlgL一繊維とらせん状に構築し、FlgKの外側のドメインがフックの外側のドメインと強く結合し、FlgKとFlgL、FlgLとFliCが素繊維方向に強く結合することがわかった。また、L型とR型連結部複合体の構造をフックに合わせて比較すると、連結部領域において素繊維方向の傾きが異なるということがわかった。この傾きの違いは、繊維がもつL型とR型の違いに酷似していることから、繊維同様にL型とR型でスイッチする構造であることが示唆された。このようにして連結部の機能を支える分子メカニズムの一端が明らかになった。また今年度は、FliC分子の自己構築に重要なキャップと連結部の複合体の構造解析にも成功した。

The bacteria that grow in the water, the bacteria that grow in the water. The base body of the hair and the hair. The link part (link part) is called, and the quality of the two types is changed. The link part is composed of a strong link, a structural transformation, a structural transformation and a control mechanism. The purpose of this research is to apply the image analysis method of extremely low-temperature electron micro-images, explain the mechanism of the link part, and provide a basic explanation of the three-dimensional structure. This year, the three-dimensional structure analysis of the L-type and R-type linear linkage complexes (L-type and R-type linkage complexes) was carried out. Usually, the image analysis method fails in three-dimensional reconstruction due to the influence of image structure. The three-dimensional reconstruction of L-type and R-type linkage complexes was successfully developed by the method of image analysis. The decomposition energy is 19A 20A. As a result of structural analysis, FlgK and FlgL are composed of 11 molecules, cell side, FlgK and FlgL. FlgL are composed of 11 molecules, cell side, FlgK and FlgL are composed of 11 molecules. The structure of the L-type and R-type link part complexes is different from that of the L-type and R-type link part complexes. The structure is similar to that of L type and R type. The function of the link part is to support the molecule. This year, the molecular structure of FliC was successfully analyzed.