ナトリウムイオンの細胞内動態変化を感知できる新規バイオセンサープローブの開発

开发一种新型生物传感器探针，可以感知细胞内钠离子动力学的变化

• 批准号: 22K19274
• 负责人: 南野 徹
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19274/
• 关键词: 細菌; 蛋白質; 遺伝学; 感染症

膜電位が過分極状態になることやナトリウムイオンの添加により、非運動性細胞群の中から運動性細菌が突如出現することから、膜を横切るイオンの流れの変化に伴う膜電位の揺らぎこそが不均一な細胞集団を出現させる重要なシグナルである可能性が示唆された。この仮説を検証するには、細胞内ナトリウムイオン濃度の動態変化と運動細胞出現の因果関係を明らかにする必要がある。本研究は、細胞内ナトリウムイオン濃度の動態変化を計測できる新規ナトリウムイオンセンサープローブを開発することを目的とする。本年度の主な成果は以下に示す。変異体解析により、MotSのPGBドメイン内に位置する68番目のグルタミンから117番目のグルタミン酸の領域にナトリウム結合サイトが存在すること、さらに、この領域に存在するAsp-70とGlu-76のアミノ酸残基がナトリウムイオンの結合に関与している可能性が高いことが示唆された。そこで、この仮説を検証するため、68番目のグルタミンから117番目のグルタミン酸からなる野生型ペプチドおよびD70A変異、E76A変異、あるいはD70A/E76Aを持つ3種類の変異型ペプチドを作成した。次に、ナトリウムイオンの添加に伴うポリペプチドの2次構造変化を捉えるため、それぞれの合成ペプチドのFar-UV CDスペクトル測定を行った。野生型ペプチドでは、ナトリウムイオンの添加によりαヘリックス含量が顕著に増加した。一方、変異型合成ペプチドではナトリウムイオンの添加によるαヘリックス含量の増加は見られなかった。この結果から、Na+がAsp-70とGlu-76に結合すると、68番目のグルタミンから117番目のグルタミン酸からなる領域が構造変化することが明らかとなった。これらの結果に基づいて現在分子内型FRETバイオセンサープローブを設計した。

The membrane potential changes from pole-crossing state to addition state, from non-motile cell population to motile bacteria, from membrane transection to flow state, and from membrane potential to heterogeneous cell population. This hypothesis is necessary to clarify the causal relationship between dynamic changes in intracellular concentrations and the appearance of motor cells. This study aims to measure the dynamic changes in intracellular concentrations and to develop new methods for measuring intracellular concentrations. The main results for the year are shown below. A high probability exists that Asp-70 and Glu-76 are present in the domain of PGB residues at positions 68 and 117, respectively. The wild-type selection of D70A, E76A and D70A/E76A was made by using the 68-item selection method and the 117-item selection method The second order structural transformation of the compound is carried out by adding the compound to the Far-UV CD. The wild type protein content increased significantly. A party, a variety of synthesis options, such as the addition of a variety of products, the increase in the content of products, etc. As a result, Na++ Asp-70 and Glu-76 are bound to each other, and 68 are bound to each other. As a result, the molecular structure of FRET was modified.

项目成果

サルモネラIII型輸送装置のポリペプチドチャネル複合体の形成

III型沙门氏菌转运装置多肽通道复合物的形成

• 发表时间: 2023
• 作者: 木下実紀;宮田知子;牧野文信;難波啓一;南野徹.
• 通讯作者: 南野徹.

Purification of the Transmembrane Polypeptide Channel Complex of the Salmonella Flagellar Type III Secretion System

沙门氏菌鞭毛III型分泌系统跨膜多肽通道复合体的纯化

• DOI: 10.1007/978-1-0716-3060-0_1
• 发表时间: 2023
• 期刊: Methods in Molecular Biology
• 作者: Kinoshita Miki;Namba Keiichi;Minamino Tohru
• 通讯作者: Minamino Tohru

High-Resolution Rotation Assay of the Bacterial Flagellar Motor Near Zero Loads Using a Mutant Having a Rod-Like Straight Hook

使用具有杆状直钩的突变体对接近零负载的细菌鞭毛马达进行高分辨率旋转测定

• DOI: 10.1007/978-1-0716-3060-0_11
• 发表时间: 2023
• 期刊: Methods in Molecular Biology
• 作者: Nakamura Shuichi;Minamino Tohru
• 通讯作者: Minamino Tohru

Bacterial and Archaeal Motility - Methods and Protocols.

细菌和古菌运动性 - 方法和方案。

• 发表时间: 2023
• 作者: Minamino T ;Miyata M;Namba K.
• 通讯作者: Namba K.

Measurements of the Ion Channel Activity of the Transmembrane Stator Complex in the Bacterial Flagellar Motor

细菌鞭毛运动跨膜定子复合体离子通道活性的测量

• DOI: 10.1007/978-1-0716-3060-0_8
• 发表时间: 2023
• 期刊: Methods in molecular biology
• 作者: Morimoto Yusuke V.;Minamino Tohru
• 通讯作者: Minamino Tohru