ナトリウムイオン駆動型回転モーターの単一力発生ユニットの機能解析

钠离子驱动旋转电机单个力产生单元的功能分析

• 批准号: 11156214
• 负责人: 本間 道夫
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11156214/
• 关键词: イオンチャネル; エネルギー変換; ビブリオ菌; ベン毛; モーター; ナトリウム駆動力

バクテリアは菌体表面に生える、らせん状のべん毛を回転させることにより運動する。バクテリアの細胞膜にはべん毛を回転させる役割をもつモータータンパク質が埋め込まれており、バクテリアはそこから細胞質内に流入するイオンのエネルギーによりモーターの回転力を作っている。べん毛モーターはその共役イオンの違いからH+駆動型とNa+駆動型とに分けられる。Na+駆動型モーターの構成タンパクとしてPomA、PomB、MotX、MotYが同定されている。いずれの4つのタンパク質もモーターの回転に必須であり、すくなくともPomAとPomBが複合体を形成しNa+チャネルとして機能することが証明されている。べん毛モーターの機能を理解する上で、その回転速度を解析することは重要で、モーターの回転速度測定方法の1つとして、テザードセル法がある。これまでテザードセル法を使う場合に、テザードセルをビデオに録画しその再生画面から回転速度を計算してきた。ビデオは秒間30コマであり、この時間分解能を超える速度で回転するテザードセルを解析するのは不可能である。この問題を解決するために、高い時間分解能をもつ高速度CCDカメラを使用しテザードセルの解析を試みた。その結果、低NaCl濃度では、テザードセルの回転数が急激に増加して約20Hzに達し、5mM以上のNaClではほぼ変化がなかった。pomA欠損株中でpomAの発現量を順次増加させ、テザードセルの回転数を測定すると、時間とともに回転数が増加していくようすがみられた。今回は、一匹の菌体を継続して測定できなかったので、ステップについては結果は得られていない。冷後、IPTGを加えてからの経過時間を細かく区切り、サンプル数を増やして解析する必要があると思われる。

细菌通过旋转在细菌表面生长的螺旋鞭毛移动。细菌的细胞膜嵌入运动蛋白中，该蛋白在旋转鞭毛中起作用，细菌通过流入细胞质的离子能量产生运动的旋转力。由于它们在共轭离子中的差异，可以将板电动机分为H+驱动的类型和Na+驱动类型。 POMA，POMB，MOTX和MOTY已被鉴定为Na+驱动电动机的组成蛋白。所有四种蛋白质对于运动旋转都是必不可少的，至少已证明Poma和Pomb可以形成复合物并作为Na+通道起作用。在理解鞭毛电动机的功能时，重要的是要分析其旋转速度，而测量运动旋转速度的一种方法是束缚细胞方法。到目前为止，当使用束缚小区方法时，已在视频中记录了束缚单元格，并根据播放屏幕计算旋转速度。该视频为每秒30帧，使得无法分析以高于此时间分辨率的速度旋转的系带细胞。为了解决这个问题，我们试图使用具有较高时间分辨率的高速CCD摄像头分析束缚的单元。结果，在低NaCl浓度下，束缚电池的旋转速度突然增加到约20 Hz，在5mm或更高时NaCl几乎没有变化。当POMA的表达水平在POMA缺乏应变中逐渐增加，并且测量了束缚细胞的旋转速度时，发现旋转速度会随着时间而增加。这次，我们无法连续测量一个细菌细胞，因此该步骤没有获得结果。冷却后，似乎有必要将自IPTG添加以来的经过的时间分开，并增加样品的数量并进行分析。

项目成果

Kojima, S. et al.: "Na^<+-> driven flagellar motor resistant to phenamil, an amiloride analog, caused by mutations of putative channel components"J. Mol. Biol.. 285(4). 1537-1547 (1999)

Kojima, S. 等人：“Na^< -> 驱动的鞭毛运动对 phenamil（一种阿米洛利类似物）具有抵抗力，是由假定的通道成分突变引起的”J.