大腸菌走化性における受容体超分子クラスターを介したシグナル伝達制御機構の解析

受体超分子簇介导的大肠杆菌趋化信号转导调控机制分析

基本信息

批准号：
07J02563
负责人：
入枝泰樹
金额：
$ 1.15万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌走化性はシグナル伝達の研究分野におけるモテルシステムである.中でも,中心的な課題となっているのが走化性シグナルの増幅および増幅率(ダイン)制御機構の解明である.走化性受容体は菌体の極で巨大なクラスターを形成する.クラスター内での受容体タイマー間相互作用を介して隣接する受容体ダイマーへとシグナルが伝わり,シグナル増幅が起こるとされているが,その詳細は不明である.特に,極クラスターが巨大な膜タンパク質複合体であることによる扱いの困難さから,受容体間相互作用の分子基盤についてはこれまで詳細な解析が行われてこなかった.私は,これまでの実験で単独の受容体を発現させ,ダイマー間相互作用変化を検出することでゲイン制御機構の解明に寄与してきたが,この状況下では全ての受容体に誘引物質が結合可能であり,クラスター内で隣接する受容体ダイマー間をシグナルが伝達したかどうかを判断するのは困難であった.そこで,大腸菌が4種類の走化性受容体をもつことに着目した.これらの受容体は混合クラスターを形成すると考えられているので,2種類の受容体(アスパラギン酸受容体Tar,セリン受容体Tsr)の共発現系を用いれば上記の課題をクリアできる.ダイマー間相互作用の検出はin vivoでのS-S架橋形成を利用した.はじめに,Tar架橋形成がTsr存在下で阻害されることから,混合クラスター形成を確認した.続いて,Tar-Tsrダイマー間で架橋したヘテロダイマーを検出し,異種受容体間相互作用が存在することを示唆した.Tar特異的な誘引物質であるメチルアスパラギン酸の添加によって,Tar-Tar架橋だけでなく,Tar-Tsr架橋,Tsr-Tsr架橋にも影響がみられたことから,クラスター内における膜に水平な方向へのシグナル伝達が示唆された.このシグナル伝達方式が走化性シグナルの増幅機構に関与していると考えられる.

大肠杆菌趋化性是信号转导研究领域的汽车旅馆系统。其中，核心问题是阐明趋化信号和扩增调节机制（DYNE）。趋化受体在细菌的两极形成巨大的簇。信号通过簇内的受体计时器相互作用传输到相邻的受体二聚体，并发生信号放大，但细节未知。特别是，由于很难处理极性簇作为大膜蛋白复合物，因此尚未根据受体相互作用的分子基础进行详细的分析。在先前的实验中，我们通过表达单个受体并检测二聚体之间相互作用的变化来阐明增益控制机制，但是在这种情况下，吸引者可以与所有受体结合，从而难以确定群集内相邻受体二聚体之间是否传播信号。因此，我们专注于具有四种类型的趋化受体的大肠杆菌。这些受体被认为形成混合簇，因此使用两种类型的受体（天冬氨酸受体焦油和丝氨酸受体TSR）的共表达系统可以克服上述挑战。我们在体内利用S-S交联的形成中的二聚体相互作用的检测。首先，我们确认了混合簇的形成，因为在TSR存在下抑制了焦油的交联形成。接下来，检测到在TAR-TSR二聚体之间交联的异二聚体，这表明存在异击受体相互作用。添加焦油特异性吸引剂甲基甲基酸还不仅影响了TAR-TAR的交联，还影响了TAR-TSR交联和TSR-TSR交联，表明在簇内膜的水平方向上信号传导。这种信号传导方法被认为与趋化信号的扩增机理有关。