細菌鞭毛モーターのエネルギー源の解析

细菌鞭毛马达的能量来源分析

• 批准号: 07858077
• 负责人: 渥美 龍男
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Suzuka National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07858077/
• 关键词: 鞭毛モーター; ソディウムモ-ティブフォース; エネルギー変換; アミロライド; フェナミル; 高輝度暗視野顕微鏡; 鞭毛モーター; ソディウムモ-ティブフォース; エネルギー変換; アミロライド; フェナミル; 高輝度暗視野顕微鏡

細菌鞭毛モータはイオンの電気化学的ポテンシャルエネルギーを回転という力学的エネルギーに変換するが、そのエネルギー変換のメカニズムに興味が持たれている。しかし、数ある細菌の中で、鞭毛モータについて調べられているものはごく僅かである。そこで、平成7年度には、まず、鞭毛モータ以外の様々な興味からすでに研究に用いられている細菌について鞭毛モータのエネルギー源を調べた。土壌細菌アグロバクテリアは植物細胞に感染し、また、土壌細菌リゾビウムは窒素固定菌として植物と共生するため、植物学からも興味がもたれ、遺伝子の知識の蓄積が大きい。従って、これらの細菌の鞭毛モータがNa^+駆動型であれば、いままでNa^+駆動型鞭毛モータの研究に用いてきたビブリオ菌よりも有利な材料である可能性がある。そこで、Na^+駆動型鞭毛モータの特異的阻害剤フェナミルを用い、これらの鞭毛モータの共役イオンを調べた。その結果、期待に反し、いずれもNa^+駆動型ではないことが分かった。これ以外の細菌についても検討したが、Na^+駆動型鞭毛モーターを持っている細菌は新たには見つからなかった。従って、今のところNa^+駆動型鞭毛モータの解析にはビブリオ菌が最適であると考えられる。そこで、次に、ビブリオ菌を用い、鞭毛モータの回転機構解明の手がかりを採るために、Na^<1+>非存在下で鞭毛モーターが外力により回転するかどうかを調べた。その結果、スライドグラスに固定した菌の鞭毛がNa^+駆動力のない条件下で、Na^+の有無によらず、高粘性培地の流れによってほぼ同様に受動的に回転することが分かった。現在さらに精密な測定を検討しているが、±Na^+により差がないことがはっきりすれば、鞭毛モーターはイオンが流れなくても回転し得る構造と考えられ、これは鞭毛モーターの回転機構を考える上でたいへん重要な情報である。

细菌鞭毛电动机将离子的电化学能量转换为称为旋转的机械能，对能量转化的机理感兴趣。但是，在许多细菌中，仅研究了鞭毛电动机。因此，在1995年，我们首先研究了由于鞭毛电动机以外的各种兴趣而在研究中已经使用的鞭毛电动机的能源。土壤细菌农杆菌感染植物细胞，土壤细菌与植物作为氮固定细菌共存，这引起了植物学的兴趣，基因知识的积累很大。因此，如果这些细菌的鞭毛电动机是Na^+驱动的，则可能比纤维细菌更有利，该物质已用于研究Na^+驱动的鞭毛电动机。因此，使用Na^+驱动的鞭毛电动机的特异性抑制剂苯酰基用于研究这些鞭毛电动机的共轭离子。结果表明，这些都不是na^+驱动的，与期望相反。还检查了其他细菌，但没有发现具有Na^+驱动的鞭毛运动的新细菌。因此，就目前而言，疫苗细菌是分析Na^+驱动的鞭毛电动机的最佳选择。因此，我们接下来使用弧菌细菌获取线索以阐明鞭毛运动的旋转机理，并检查了在没有Na^<1+>的情况下，鞭毛运动是否通过外力旋转。结果，发现在没有Na^+驱动力的条件下，固定在幻灯片玻璃上的细菌的鞭毛被动地旋转，而不论其存在或不存在Na^+的存在，而不是高度粘性培养基的流动。尽管目前正在考虑更精确的测量结果，但是如果很明显±Na^+之间没有差异，则认为即使没有离子流动，鞭毛电动机也可以旋转，这在考虑鞭毛电动机的旋转机理时非常重要。