細菌べん毛蛋白質輸送装置の基質認識切り替えによるフックの長さ決定機構の解明

阐明细菌鞭毛蛋白转运装置中底物识别转换的钩长度确定机制

• 批准号: 18054015
• 负责人: 南野 徹
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18054015/
• 关键词: 一分子計測( SMD ); 電子顕微鏡; ナノバイオ; ナノマシン; 分子モーター; 1分子計測(SMD); X線結晶構造解析

1.FliKのN末ドメイン(FliK_N)の作用機FliK_Nは、フックの先端に存在するフックキャップ(FlgD)およびフック(FlgE)と相互作用することにより、フックの長さ情報を感知すると考えられている。本研究では、in vivoでFliKがFlgDやFlgEと相互作用できない場合、FliKによる輸送装置の基質認識切り替えの効率が顕著に低下することが判明した。さらに、FliK_N内のアミノ酸残基125-159から成る領域が欠失することによってFliK_NとFlgEとの相互作用は弱められ、その結果輸送装置の基質特異性は正確なタイミングでスイッチできなくなりフックが長くなることを見いだした。以上の結果から、輸送装置の基質認識モードの切り替えには、FliK_Nが適切なタイミングでFlgDやFlgEと相互作用することが重要であることが示唆された。2.FlhBの作用機構FlhBのC末細胞質ドメイン(FlhB_c)の部位特異的自己分解反応が輸送装置の基質特性の切り替えに重要である。短いフックを作り出すflgE変異株の解析から、FlhBcの部位特異的自己分解反応がフックの急速伸長時間を計ってその後の伸長速度を遅くする、分子タイマーとして機能すると示唆された。この仮説を検証するため、切断型FIhBを発現する菌株から培地中に分泌されるFlgEおよびFliKの蛋白質量を解析した結果、FlgEの分泌量は野生株に比べ顕著に減少していたが、FliKの分泌量は野生型と同じであった。一方、細胞質性の輸送装置構成蛋白質FliHおよびFliIの両蛋白質が欠失した変異株を用いた遺伝学的機能解析から、FlhBは他の細胞膜内在性の構成蛋白質とともにプロトン駆動型輸送ゲートを構成し、FliHやFlilがFlhBと相互作用すると、輸送ゲートが開き、その結果輸送基質が輸送ゲート内へ挿入されることが示唆された。

1.FliK_N被认为通过与存在于​​钩尖的钩帽(FlgD)和钩(FlgE)相互作用来感测钩长度信息。在本研究中，我们发现当FliK在体内无法与FlgD和FlgE相互作用时，FliK在转运蛋白中切换底物识别的效率显着降低。此外，删除FliK_N中由氨基酸残基125-159组成的区域削弱了FliK_N和FlgE之间的相互作用，导致转运蛋白的底物特异性无法在正确的时间切换，从而导致更长的钩子。 。这些结果表明，FliK_N 在适当的时机与 FlgD 和 FlgE 相互作用以切换转运蛋白的底物识别模式非常重要。 2. FlhB 的作用机制 FlhB C 末端胞质结构域 (FlhB_c) 的位点特异性自溶对于切换转运装置的底物特性非常重要。对产生短钩的 flgE 突变体的分析表明，FlhBc 的位点特异性自溶起到分子计时器的作用，对钩的快速延伸进行定时并减慢随后的延伸。为了验证这一假设，我们分析了表达截短型 FIhB 的菌株分泌到培养基中的 FlgE 和 FliK 的量，发现与野生型菌株相比，FlgE 的分泌量明显减少，但 FliK 的分泌量与野生型相同。另一方面，使用删除了细胞质转运装置成分蛋白FliH和FliI的突变株的遗传功能分析表明，FlhB与其他完整的细胞膜成分蛋白一起构成质子驱动转运门。 Flil或Flil与FlhB相互作用，传输门打开，结果，传输基底被插入到传输门中。

项目成果

べん毛3型蛋白質輸送装置のATPase,FliIにおける触媒部位の変異の影響

FliI（鞭毛 3 型蛋白转运蛋白 ATP 酶）催化位点突变的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Nakamura;S.;森本雄祐;中村修一;南野徹;守屋奈緒;蔡栄淑;風谷謙一
• 通讯作者: 風谷謙一

サルモネラ菌べん毛蛋白質輸送装置サブユニットFlhAC温度感受性変異体の物理化学的測定

沙门氏菌鞭毛蛋白转运蛋白亚基 FlhAC 温度敏感突变体的理化测量

• 发表时间: 2007
• 作者: Nakamura;S.;森本雄祐;中村修一;南野徹;守屋奈緒;蔡栄淑;風谷謙一;島田賢史
• 通讯作者: 島田賢史

サルモネラ菌べん毛タイプIII輸送装置構成蛋白質FIiJの性質と結晶化

肠沙门氏菌鞭毛III型转运装置成分蛋白FIiJ的性质和结晶

• 发表时间: 2007
• 作者: Nakamura;S.;森本雄祐;中村修一;南野徹;守屋奈緒;蔡栄淑;風谷謙一;島田賢史;中村修一;伊吹達也
• 通讯作者: 伊吹達也

べん毛モーター固定子タンパク質MotBのペリプラズム側断片の機能と結晶化

鞭毛运动定子蛋白MotB周质片段的功能和结晶

• 发表时间: 2007
• 作者: Nakamura;S.;森本雄祐;中村修一;南野徹;守屋奈緒;蔡栄淑;風谷謙一;島田賢史;中村修一;伊吹達也;小嶋誠司;小嶋誠司
• 通讯作者: 小嶋誠司

Structural similarity between the flagellar type III ATPase FliI and F_1-ATPase subunits.

鞭毛 III 型 ATP 酶 FliI 和 F_1-ATP 酶亚基之间的结构相似性。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceeding of the National Academy of Sciences of the United State of America 104
• 作者: Minamino;T.;K.Imada et al.
• 通讯作者: K.Imada et al.