ナトリウムイオン駆動型べん毛モーターのイオン透過と回転エネルギー変換機構の研究

钠离子驱动鞭毛马达离子传输及旋转能量转换机制研究

• 批准号: 13J02161
• 负责人: 竹川 宜宏
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02161/
• 关键词: べん毛; 細菌べん毛; モーター; ナトリウムイオン; 固定子

べん毛モーターエネルギー変換機構と生物進化との関わりを解明するために、極限環境に生息する様々な細菌に着目し、それらの固定子構成タンパク質の遺伝子をクローン化し、発現系／機能解析系を確立した。特に細菌の進化において最初期に分岐した超好熱性細菌Aquifex aeolicusの固定子が、幾つかの改変により大腸菌のモーター内で機能することを示し、細菌種を超えたモーター回転メカニズムの保存性を明らかにした。特に、この固定子はNa+駆動型のエネルギー変換を行うことが示され、モーター固定子の分子進化と水平伝播について明らかにした（Takekawa et al., Sci Rep., 2015）。また、この好熱菌由来の固定子タンパク質の高効率・高純度の大量発現/精製系を確立し、それらの化学量論性を生化学的・物理学的に検証した。固定子タンパク質MotAがその相互作用パートナーであるMotBが存在しない時でも単独で四量体を形成することを示唆する結果が分子間架橋実験および電子顕微鏡単粒子解析により得られた。さらには部位特異的システイン置換変異体の解析により、MotAの構造上表面に露出している部位が同定された。海洋性細菌Vibrio alginolyticusにおいて、べん毛の数を制御するために必要な新規因子HubPを発見し、hubPの欠損によりべん毛数が増加することを明らかにした。HubP非存在下では、べん毛数を抑制する因子FlhGの細胞極への局在が減少するのに対して、べん毛数を促進する因子FlhFの細胞極への局在が変化しないことを明らかにし、またFlhG過剰発現下でもFlhFの極局在量が変化しないことから、これまで考えられてきたFlhGによる極局在FlhF量の制限だけでなく、FlhGによる極における直接的なべん毛形成阻害活性が存在することが示唆された（論文投稿中）。

To clarify the relationship between biological evolution and biological transformation mechanism, and to establish a biological transformation system/functional analysis system for bacteria in extreme environments. In particular, the evolution of bacteria in the initial stage of differentiation, super-good thermophilic bacteria Aquifex aeolicus fixator, a few changes in the number of Escherichia coli in the function of the show, bacterial species, super-return to the preservation of the show (Takekawa et al., Sci Rep., 2015）。The high efficiency, high purity and high yield/purification system of the origin of these good thermophilic bacteria were established, and the chemical quantity, biochemical and physical tests were conducted. The interaction between fixed molecules and MotA was studied by electron microscope. For example, the position of the upper surface of MotA structure is determined by the analysis of the position of the different species. Marine bacteria Vibrio alginolyticus have been found to have a new factor HubP, which is necessary for controlling the number of hairs. In the absence of HubP, the factor FlhG inhibits the growth of the cell polar region and promotes the growth of the cell polar region. In the absence of HubP, the factor FlhG inhibits the growth of the cell polar region and promotes the growth of the cell polar region. In the absence of HubP, the factor FlhG inhibits the growth of the cell polar region and the growth of the cell polar region. FlhG is extremely sensitive to direct hair formation inhibition activity.

项目成果

べん毛の数の制御における極局在タンパク質HubPの役割

极性定位蛋白 HubP 在控制鞭毛数量中的作用

• 发表时间: 2016
• 作者: 竹川宜宏;權秀珍;西岡典子;小嶋誠司;本間道夫
• 通讯作者: 本間道夫

ビブリオ菌のべん毛本数制御における極局在タンパク質HubPの役割

极性局部蛋白HubP在控制弧菌鞭毛数量中的作用

• 发表时间: 2016
• 作者: 竹川宜宏;西岡典子;權秀珍;小嶋誠司;本間道夫
• 通讯作者: 本間道夫

海洋性ビブリオ菌のべん毛本数制御におけるHubPの役割

HubP在控制海洋弧菌鞭毛数量中的作用

• 发表时间: 2015
• 作者: 竹川宜宏;西岡典子;權秀珍;小嶋誠司;本間道夫
• 通讯作者: 本間道夫

超好熱菌Aquifex aeolicusのべん毛運動とモーター固定子タンパク質の機能解析・精製

超嗜热菌 Aquifex aeolicus 鞭毛运动和运动定子蛋白的功能分析和纯化

• 发表时间: 2014
• 作者: 竹川宜宏;西山雅祥;土方敦司;金関剛史;郷原瑞樹;真柳浩太;小嶋誠司;金井保;白井剛;本間道夫
• 通讯作者: 本間道夫

Serine suppresses the motor function of a periplasmic PomB mutation in the Vibrio flagella stator.

丝氨酸抑制弧菌鞭毛定子中周质 PomB 突变的运动功能。

• DOI: 10.1111/gtc.12357
• 发表时间: 2016
• 期刊: Genes to Cells
• 影响因子: 2.1
• 作者: Tatsuro Nishikino;Shiwei Zhu;Norihiro Takekawa;Seiji Kojima;Yasuhiro Onoue;Michio Homma
• 通讯作者: Michio Homma