大阪大学大学院理学研究科の今田勝巳教授、竹川宜宏助教、京都工芸繊維大学応用生物学系の岸川淳一准教授、名古屋工業大学生命・応用化学類の錦野達郎助教、名古屋大学大学院理学研究科の小嶋誠司教授らの研究グループは、ナトリウムイオンで駆動するべん毛モーター固定子の中のイオンの通り道を特定することに世界で初めて成功しました。
細菌はべん毛と呼ばれるらせん状の繊維を、蛋白質でできた小さなモーターを使ってスクリューのように回して泳ぎます。べん毛モーターには電気モーターと同様に回転子と固定子があり、固定子の中を特定のイオンが流れると固定子が回転し、それにより回転子が回ると考えられています。しかし、固定子のどこをイオンが流れ、特定のイオンをどのように見分けるのか不明でした。
今回、研究グループはナトリウムイオンで駆動するモーターを持つ海洋性ビブリオ菌の固定子に着目し、クライオ電子顕微鏡を用いてナトリウムイオン結合状態と非結合状態の固定子の立体構造を解明することで、ナトリウムイオンが通る場所の特定とイオンの種類を選別するしくみを明らかにしました。また、ナトリウムイオンの流れを止める阻害剤が結合した構造も解明し、阻害剤が働く仕組みを明らかにしました。本研究の知見は、イオンで駆動するモーターの回るしくみの解明はもちろん、新規抗菌薬開発の手がかりにもなると期待できます。
本研究成果は米国科学誌「米国アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences)」の電子版で2024年12月30日(米国東部時間)に公開されました。
本件に関する問い合わせ先
大阪大学大学院理学研究科 高分子科学専攻 高分子構造科学研究室
教授 今田 勝巳(いまだ かつみ)
TEL:06-6850-5455/5455
E-mail:kimada@chem.sci.osaka-u.ac.jp