研究者詳細 - 小嶋　誠司

2024/10/05 更新

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　社会貢献

業績はありません

2024/10/05 更新

写真a

コジマ　セイジ

小嶋　誠司

KOJIMA, Seiji

所属

大学院理学研究科理学専攻生命理学教授

大学院担当

大学院理学研究科

学部担当

理学部生命理学科

連絡先

メールアドレス

学位 1

理学博士（ 1999年2月名古屋大学）

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研究キーワード 3

膜タンパク質
細菌べん毛
分子モーター

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研究分野 6

ライフサイエンス / 生物物理学
ライフサイエンス / 細菌学
ライフサイエンス / 機能生物化学
ライフサイエンス / 細菌学
ライフサイエンス / 生物物理学
ライフサイエンス / 機能生物化学

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現在の研究課題とSDGs 2

細菌べん毛モーターの回転機構
細菌べん毛の本数および形成位置制御機構

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経歴 9

名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻生体調節論教授

2020年10月 - 現在
名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻超分子機能学准教授

2013年11月 - 2020年9月
名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻超分子機能学講師

2011年11月 - 2013年10月
名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻助教

2007年4月 - 2011年10月
名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻助手

2007年3月
独立行政法人　科学技術振興機構　ICORP超分子ナノマシンプロジェクト

2004年3月 - 2005年9月

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国名：日本国
日本学術振興会海外特別研究員

2000年4月 - 2002年3月
Postdoctoral research fellow, University of Utah

1999年4月 - 2004年2月
日本学術振興会特別研究員DC2

1997年4月 - 1999年3月

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国名：日本国

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学歴 2

名古屋大学理学研究科生命理学専攻

- 1999年2月

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国名：日本国
名古屋大学理学部分子生物学科

1990年4月 - 1994年3月

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国名：日本国

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所属学協会 5

日本生物物理学会
日本細菌学会
日本生化学会
日本分子生物学会
Biophysical Society

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受賞 1

小林六造記念賞

2016年3月日本細菌学会細菌べん毛の回転および本数制御機構に関する研究

小嶋誠司

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受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞受賞国：日本国

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論文 217

Structural analysis of S-ring composed of FliFG fusion proteins in marine Vibrio polar flagellar motor. 国際誌

Norihiro Takekawa, Tatsuro Nishikino, Jun-Ichi Kishikawa, Mika Hirose, Miki Kinoshita, Seiji Kojima, Tohru Minamino, Takayuki Uchihashi, Takayuki Kato, Katsumi Imada, Michio Homma

mBio 頁： e0126124 2024年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The marine bacterium Vibrio alginolyticus possesses a polar flagellum driven by a sodium ion flow. The main components of the flagellar motor are the stator and rotor. The C-ring and MS-ring, which are composed of FliG and FliF, respectively, are parts of the rotor. Here, we purified an MS-ring composed of FliF-FliG fusion proteins and solved the near-atomic resolution structure of the S-ring-the upper part of the MS-ring-using cryo-electron microscopy. This is the first report of an S-ring structure from Vibrio, whereas, previously, only those from Salmonella have been reported. The Vibrio S-ring structure reveals novel features compared with that of Salmonella, such as tilt angle differences of the RBM3 domain and the β-collar region, which contribute to the vertical arrangement of the upper part of the β-collar region despite the diversity in the RBM3 domain angles. Additionally, there is a decrease of the inter-subunit interaction between RBM3 domains, which influences the efficiency of the MS-ring formation in different bacterial species. Furthermore, although the inner-surface electrostatic properties of Vibrio and Salmonella S-rings are altered, the residues potentially interacting with other flagellar components, such as FliE and FlgB, are well structurally conserved in the Vibrio S-ring. These comparisons clarified the conserved and non-conserved structural features of the MS-ring across different species.IMPORTANCEUnderstanding the structure and function of the flagellar motor in bacterial species is essential for uncovering the mechanisms underlying bacterial motility and pathogenesis. Our study revealed the structure of the Vibrio S-ring, a part of its polar flagellar motor, and highlighted its unique features compared with the well-studied Salmonella S-ring. The observed differences in the inter-subunit interactions and in the tilt angles between the Vibrio and Salmonella S-rings highlighted the species-specific variations and the mechanism for the optimization of MS-ring formation in the flagellar assembly. By concentrating on the region where the S-ring and the rod proteins interact, we uncovered conserved residues essential for the interaction. Our research contributes to the advancement of bacterial flagellar biology.

DOI： 10.1128/mbio.01261-24

PubMed
Interaction of FlhF, SRP-like GTPase with FliF, MS ring component assembling the initial structure of flagella in marine Vibrio

Fukushima Yuria, Homma Michio, Kojima Seiji

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 174 巻 ( 2 ) 頁： 125 - 130 2023年7月

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DOI： 10.1093/jb/mvad029

Web of Science
1. Function and structure of FlaK, a master regulator of the polar flagellar genes in marine Vibrio. 査読有り

Homma M, Kobayakawa T, Hao Y, Nishikino T, Kojima S

Journal of Bacteriology 204 巻 ( 11 ) 頁： e0032022 2022年11月

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担当区分：最終著者,　責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/jb.00320-22.
The Periplasmic Domain of the Ion-Conducting Stator of Bacterial Flagella Regulates Force Generation

Homma Michio, Kojima Seiji

FRONTIERS IN MICROBIOLOGY 13 巻 2022年4月

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記述言語：日本語

DOI： 10.3389/fmicb.2022.869187

Web of Science
Editorial: Flagellar Motors and Force Sensing in Bacteria

Baker Matthew A. B., Kojima Seiji, Nord Ashley L., Partridge Jonathan D.

FRONTIERS IN MICROBIOLOGY 13 巻 2022年2月

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記述言語：日本語

DOI： 10.3389/fmicb.2022.833011

Web of Science
Probing the mechanism of bacterial flagella assembly by real-time fluorescent imaging

Zhuang X. -Y., Zhao Z., Homma M., Kojima S., Bai F., Lo C. -J.

EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS 46 巻頁： S297 - S297 2017年7月

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Web of Science
Sodium-Driven Energy Conversion for Flagellar Rotation of the Earliest Divergent Hyperthermophilic Bacterium

Takekawa Norihiko, Nishiyama Masayoshi, Kaneseki Tsuyoshi, Kanai Tamotsu, Atomi Haruyuki, Kojima Seij, Homma Michio

BIOPHYSICAL JOURNAL 110 巻 ( 3 ) 頁： 468A - 468A 2016年2月

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DOI： 10.1016/j.bpj.2015.11.2507

Web of Science
Pressure-Speed Relationship of the Sodium-Driven Flagellar Motor of Vibrio Alginolyticus

Nishiyama Masayoshi, Shimoda Yoshiki, Kimura Yoshifumi, Terazima Masahide, Homma Michio, Kojima Seiji

BIOPHYSICAL JOURNAL 106 巻 ( 2 ) 頁： 578A - 578A 2014年1月

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DOI： 10.1016/j.bpj.2013.11.3206

Web of Science
Structure and function of the peptidoglycan-binding (PGB) domain of bacterial flagellar motor component MotB using systematic mutagenesis and chimeric protein with Pal

Hizukuri, Y; Morton, JF; Yakushi, T; Kojima, S; Homma, M

GENES & GENETIC SYSTEMS 83 巻 ( 6 ) 頁： 488 - 488 2008年12月

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Web of Science
The polar flagellar motor of Vibrio cholerae is driven by an Na+ motive force

Kojima S, Yamamoto K, Kawagishi I, Homma M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 181 巻 ( 6 ) 頁： 1927 - 1930 1999年3月

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DOI： 10.1128/JB.181.6.1927-1930.1999

Web of Science
Structural insight into sodium ion pathway in the bacterial flagellar stator from marine<i>Vibrio</i>

Tatsuro Nishikino, Norihiro Takekawa, Jun-ichi Kishikawa, Mika Hirose, Seiji Kojima, Michio Homma, Takayuki Kato, Katsumi Imada

2024年7月

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出版者・発行元：Cold Spring Harbor Laboratory

Abstract

Many bacteria swim in liquid or swarm on surface using the flagellum rotated by a motor driven by specific ion flow. The motor consists of the rotor and stator, and the stator converts the energy of ion flow to mechanical rotation. However, the ion pathway and the mechanism of stator rotation coupled with specific ion flow are still obscure. Here, we determined the structures of the Na<sup>+</sup>-driven stator ofVibrio, namely PomAB, in the presence and absence of sodium ions and the structure with its specific inhibitor, phenamil, by cryo-electron microscopy. The structures and following functional analysis revealed the sodium ion pathway, the mechanism of ion selectivity, and the inhibition mechanism by phenamil. We propose a model of sodium ion flow coupled with the stator rotation based on the structures. This work provides insights into the molecular mechanisms of ion specificity and conversion of the electrochemical potential into mechanical functions.

DOI： 10.1101/2024.07.15.603494
Roles of linker region flanked by transmembrane and peptidoglycan binding region of PomB in energy conversion of the Vibrio flagellar motor. 国際誌

Yusuke Miyamura, Tatsuro Nishikino, Hiroaki Koiwa, Michio Homma, Seiji Kojima

Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 2024年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The flagellar components of Vibrio spp., PomA and PomB, form a complex that transduces sodium ion and contributes to rotate flagella. The transmembrane protein PomB is attached to the basal body T-ring by its periplasmic region and has a plug segment following the transmembrane helix to prevent ion flux. Previously we showed that PomB deleted from E41 to R120 (Δ41-120) was functionally comparable to the full-length PomB. In this study, three deletions after the plug region, PomB (Δ61-120), PomB (Δ61-140), and PomB (Δ71-150), were generated. PomB (Δ61-120) conferred motility, whereas the other two mutants showed almost no motility in soft agar plate; however, we observed some swimming cells with speed comparable for the wild-type cells. When the two PomB mutants were introduced into a wild-type strain, the swimming ability was not affected by the mutant PomBs. Then, we purified the mutant PomAB complexes to confirm the stator formation. When plug mutations were introduced into the PomB mutants, the reduced motility by the deletion was rescued, suggesting that the stator was activated. Our results indicate that the deletions prevent the stator activation and the linker and plug regions, from E41 to S150, are not essential for the motor function of PomB but are important for its regulation.

DOI： 10.1111/gtc.13102

PubMed
Changes in the hydrophobic network of the FliGMC domain induce rotational switching of the flagellar motor. 国際誌

Tatsuro Nishikino, Atsushi Hijikata, Seiji Kojima, Tsuyoshi Shirai, Masatsune Kainosho, Michio Homma, Yohei Miyanoiri

iScience 26 巻 ( 8 ) 頁： 107320 - 107320 2023年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The FliG protein plays a pivotal role in switching the rotational direction of the flagellar motor between clockwise and counterclockwise. Although we previously showed that mutations in the Gly-Gly linker of FliG induce a defect in switching rotational direction, the detailed molecular mechanism was not elucidated. Here, we studied the structural changes in the FliG fragment containing the middle and C-terminal regions, named FliGMC, and the switch-defective FliGMC-G215A, using nuclear magnetic resonance (NMR) and molecular dynamics simulations. NMR analysis revealed multiple conformations of FliGMC, and the exchange process between these conformations was suppressed by the G215A residue substitution. Furthermore, changes in the intradomain orientation of FliG were induced by changes in hydrophobic interaction networks throughout FliG. Our finding applies to FliG in a ring complex in the flagellar basal body, and clarifies the switching mechanism of the flagellar motor.

DOI： 10.1016/j.isci.2023.107320

PubMed
Site-Directed Cross-Linking Between Bacterial Flagellar Motor Proteins In Vivo

Hiroyuki Terashima, Michio Homma, Seiji Kojima

Methods in Molecular Biology 頁： 71 - 82 2023年2月

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掲載種別：論文集(書籍)内論文出版者・発行元：Springer US

DOI： 10.1007/978-1-0716-3060-0_7
Ring formation by Vibrio fusion protein composed of FliF and FliG, MS-ring and C-ring component of bacterial flagellar motor in membrane

Takahashi Kanji, Nishikino Tatsuro, Kajino Hiroki, Kojima Seiji, Uchihashi Takayuki, Homma Michio

BIOPHYSICS AND PHYSICOBIOLOGY 20 巻 ( 2 ) 2023年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.2142/biophysico.bppb-v20.0028

Web of Science
Mutations in the stator protein PomA affect switching of rotational direction in bacterial flagellar motor

Terashima Hiroyuki, Hori Kiyoshiro, Ihara Kunio, Homma Michio, Kojima Seiji

SCIENTIFIC REPORTS 12 巻 ( 1 ) 2022年12月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41598-022-06947-5

Web of Science

その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41598-022-06947-5
Structure of MotA, a flagellar stator protein, from hyperthermophile

Nishikino Tatsuro, Takekawa Norihiro, Tran Duy Phuoc, Kishikawa Jun-ichi, Hirose Mika, Onoe Sakura, Kojima Seiji, Homma Michio, Kitao Akio, Kato Takayuki, Imada Katsumi

BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 631 巻頁： 78 - 85 2022年11月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.bbrc.2022.09.072

Web of Science
Function and Structure of FlaK, a Master Regulator of the Polar Flagellar Genes in Marine Vibrio 国際誌

Homma Michio, Kobayakawa Tomoya, Hao Yuxi, Nishikino Tatsuro, Kojima Seiji

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 204 巻 ( 11 ) 頁： e0032022 2022年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/jb.00320-22

Web of Science

PubMed
Formation of multiple flagella caused by a mutation of the flagellar rotor protein FliM in Vibrio alginolyticus 国際誌

Homma Michio, Takekawa Norihiro, Fujiwara Kazushi, Hao Yuxi, Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji

GENES TO CELLS 27 巻 ( 9 ) 頁： 568 - 578 2022年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12975

Web of Science

PubMed
Functional analysis of the N-terminal region of Vibrio FlhG, a MinD-type ATPase in flagellar number control 査読有り

Homma Michio, Mizuno Akira, Hao Yuxi, Kojima Seiji

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 172 巻 ( 2 ) 頁： 99 - 107 2022年6月

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記述言語：英語

DOI： 10.1093/jb/mvac047

Web of Science
The Periplasmic Domain of the Ion-Conducting Stator of Bacterial Flagella Regulates Force Generation 査読有り

Homma M, Kojima S

2022年4月

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DOI： 10.3389/fmicb.2022.869187.
Roles of the second messenger c-di-GMP in bacteria: Focusing on the topics of flagellar regulation and Vibrio spp.

Homma Michio, Kojima Seiji

GENES TO CELLS 27 巻 ( 3 ) 頁： 157 - 172 2022年3月

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記述言語：日本語

DOI： 10.1111/gtc.12921

Web of Science
Hoop-like role of the cytosolic interface helix in Vibrio PomA, an ion-conducting membrane protein, in the bacterial flagellar motor 国際誌

Nishikino Tatsuro, Sagara Yugo, Terashima Hiroyuki, Homma Michio, Kojima Seiji

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 171 巻 ( 4 ) 頁： 443 - 450 2022年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvac001

Web of Science

PubMed
Achievements in bacterial flagellar research with focus on Vibrio species

Homma Michio, Nishikino Tatsuro, Kojima Seiji

MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY 66 巻 ( 2 ) 頁： 75 - 95 2022年1月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/1348-0421.12954

Web of Science

その他リンク： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/1348-0421.12954
ZomB is essential for chemotaxis of Vibrio alginolyticus by the rotational direction control of the polar flagellar motor 国際誌

Takekawa Norihiro, Nishikino Tatsuro, Hori Kiyoshiro, Kojima Seiji, Imada Katsumi, Homma Michio

GENES TO CELLS 26 巻 ( 11 ) 頁： 927 - 937 2021年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12895

Web of Science

PubMed
A slight bending of an alpha-helix in FliM creates a counterclockwise-locked structure of the flagellar motor in Vibrio 国際誌

Takekawa Norihiro, Nishikino Tatsuro, Yamashita Toshiki, Hori Kiyoshiro, Onoue Yasuhiro, Ihara Kunio, Kojima Seiji, Homma Michio, Imada Katsumi

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 170 巻 ( 4 ) 頁： 531 - 538 2021年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvab074

Web of Science

PubMed
Putative Spanner Function of the Vibrio PomB Plug Region in the Stator Rotation Model for Flagellar Motor

Homma Michio, Terashima Hiroyuki, Koiwa Hiroaki, Kojima Seiji

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 203 巻 ( 16 ) 2021年6月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/jb.00159-21

Web of Science
Two Distinct Conformations in 34 FliF Subunits Generate Three Different Symmetries within the Flagellar MS-Ring. 招待有り査読有り

mBio. 2021年3月
Two Distinct Conformations in 34 FliF Subunits Generate Three Different Symmetries within the Flagellar MS-Ring

Takekawa Norihiro, Kawamoto Akihiro, Sakuma Mayuko, Kato Takayuki, Kojima Seiji, Kinoshita Miki, Minamino Tohru, Namba Keiichi, Homma Michio, Imade Katsumi

MBIO 12 巻 ( 2 ) 2021年3月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/mbio.03199-20

Web of Science
Role of the N- and C-Terminal Regions of liF, the MS Ring Component in the Vibrio Flagellar Basal Body 国際誌

Kojima Seiji, Kajino Hiroki, Hirano Keiichi, Inoue Yuna, Terashima Hiroyuki, Homma Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 203 巻 ( 9 ) 2021年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00009-21

Web of Science

PubMed
Site-Directed Cross-Linking Identifies the Stator-Rotor Interaction Surfaces in a Hybrid Bacterial Flagellar Motor 国際誌

Terashima Hiroyuki, Kojima Seiji, Hommaa Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 203 巻 ( 9 ) 2021年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00016-21

Web of Science

PubMed
Stator Dynamics Depending on Sodium Concentration in Sodium-Driven Bacterial Flagellar Motors 国際誌

Lin Tsai-Shun, Kojima Seiji, Fukuoka Hajime, Ishijima Akihiko, Homma Michio, Lo Chien-Jung

FRONTIERS IN MICROBIOLOGY 12 巻頁： 765739 - 765739 2021年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.3389/fmicb.2021.765739

Web of Science

PubMed
The flagellar motor of Vibrio alginolyticus undergoes major structural remodeling during rotational switching 国際誌

Carroll Brittany L., Nishikino Tatsuro, Guo Wangbiao, Zhu Shiwei, Kojima Seiji, Homma Michio, Liu Jun

ELIFE 9 巻 2020年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.7554/eLife.61446

Web of Science

PubMed
Live-cell fluorescence imaging reveals dynamic production and loss of bacterial flagella. 国際誌

Xiang-Yu Zhuang, Shihao Guo, Zhuoran Li, Ziyi Zhao, Seiji Kojima, Michio Homma, Pengyuan Wang, Chien-Jung Lo, Fan Bai

Molecular microbiology 114 巻 ( 2 ) 頁： 279 - 291 2020年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Bacterial flagella are nanomachines that drive bacteria motility and taxis in response to environmental changes. Whether flagella are permanent cell structures and, if not, the circumstances and timing of their production and loss during the bacterial life cycle remain poorly understood. Here we used the single polar flagellum of Vibrio alginolyticus as our model and implementing in vivo fluorescence imaging revealed that the percentage of flagellated bacteria (PFB) in a population varies substantially across different growth phases. In the early-exponential phase, the PFB increases rapidly through the widespread production of flagella. In the mid-exponential phase, the PFB peaks at around 76% and the partitioning of flagella between the daughter cells are 1:1 and strictly at the old poles. After entering the stationary phase, the PFB starts to decline, mainly because daughter cells stop making new flagella after cell division. Interestingly, we observed that bacteria can actively abandon flagella after prolonged stationary culturing, though cell division has long been suspended. Further experimental investigations confirmed that flagella were ejected in V. alginolyticus, starting from breakage in the rod. Our results highlight the dynamic production and loss of flagella during the bacterial life cycle. IMPORTANCE: Flagella motility is critical for many bacterial species. The bacterial flagellum is made up of about 20 different types of proteins in its final structure and can be self-assembled. The current understanding of the lifetime and durability of bacterial flagella is very limited. In the present study, we monitored Vibrio alginolyticus flagellar assembly and loss by in vivo fluorescence labeling, and found that the percentage of flagellated bacteria varies substantially across different growth phases. The production of flagella was synchronized with cell growth but stopped when cells entered the stationary phase. Surprisingly, we observed that bacteria can actively abandon flagella after prolonged stationary culturing, as well as in the low glucose buffering medium. We then confirmed the ejection of flagella in V. alginolyticus started with breakage of the rod. Our results highlight the dynamic production and loss of flagella during the bacterial life cycle.

DOI： 10.1111/mmi.14511

PubMed
Assembly Mechanism of a Supramolecular MS-Ring Complex To Initiate Bacterial Flagellar Biogenesis in Vibrio Species 査読有り国際誌

Terashima Hiroyuki, Hirano Keiichi, Inoue Yuna, Tokano Takaya, Kawamoto Akihiro, Kato Takayuki, Yamaguchi Erika, Namba Keiichi, Uchihashi Takayuki, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 202 巻 ( 16 ) 2020年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00236-20

Web of Science

PubMed
Regulation of the Single Polar Flagellar Biogenesis 国際誌

Kojima Seiji, Terashima Hiroyuki, Homma Michio

BIOMOLECULES 10 巻 ( 4 ) 2020年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.3390/biom10040533

Web of Science

PubMed
Characterization of PomA periplasmic loop and sodium ion entering in stator complex of sodium-driven flagellar motor 国際誌

Nishikino Tatsuro, Iwatsuki Hiroto, Mino Taira, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 167 巻 ( 4 ) 頁： 389 - 398 2020年4月

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記述言語：日本語

DOI： 10.1093/jb/mvz102

Web of Science

PubMed
Characterization of the MinD/ParA-type ATPase FlhG in Vibrio alginolyticus and implications for function of its monomeric form 国際誌

Kojima Seiji, Imura Yoshino, Hirata Hikaru, Homma Michio

GENES TO CELLS 25 巻 ( 4 ) 頁： 279 - 287 2020年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12754

Web of Science

PubMed
Characterization of FliL Proteins in Bradyrhizobium diazoefficiens: Lateral FliL Supports Swimming Motility, and Subpolar FliL Modulates the Lateral Flagellar System 国際誌

Mengucci Florencia, Dardis Carolina, Mongiardini Elias J., Althabegoiti Maria J., Partridge Jonathan D., Kojima Seiji, Homma Michio, Quelas Juan I, Lodeiro Anibal R.

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 202 巻 ( 5 ) 2020年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00708-19

Web of Science

PubMed
In Situ Structure of the Vibrio Polar Flagellum Reveals a Distinct Outer Membrane Complex and Its Specific Interaction with the Stator 査読有り国際誌

Zhu Shiwei, Nishikino Tatsuro, Takekawa Norihiro, Terashima Hiroyuki, Kojima Seiji, Imada Katsumi, Homma Michio, Liu Jun

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 202 巻 ( 4 ) 2020年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00592-19

Web of Science

PubMed
Tree of motility - A proposed history of motility systems in the tree of life 査読有り国際誌

Miyata Makoto, Robinson Robert C., Uyeda Taro Q. P., Fukumori Yoshihiro, Fukushima Shun-ichi, Haruta Shin, Homma Michio, Inaba Kazuo, Ito Masahiro, Kaito Chikara, Kato Kentaro, Kenri Tsuyoshi, Kinosita Yoshiaki, Kojima Seiji, Minamino Tohru, Mori Hiroyuki, Nakamura Shuichi, Nakane Daisuke, Nakayama Koji, Nishiyama Masayoshi, Shibata Satoshi, Shimabukuro Katsuya, Tamakoshi Masatada, Taoka Azuma, Tashiro Yosuke, Tulum Isil, Wada Hirofumi, Wakabayashi Ken-ichi

GENES TO CELLS 25 巻 ( 1 ) 頁： 6 - 21 2020年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12737

Web of Science

PubMed
[Flagellar related genes and functions in Vibrio].

Tatsuro Nishikino, Seiji Kojima, Michio Homma

Nihon saikingaku zasshi. Japanese journal of bacteriology 75 巻 ( 3 ) 頁： 195 - 214 2020年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Bacteria can move or swim by flagella. On the other hand, the motile ability is not necessary to live at all. In laboratory, the flagella-deficient strains can grow just like the wild-type strains. The flagellum is assembled from more than 20 structural proteins and there are more than 50 genes including the structural genes to regulate or support the flagellar formation. The cost to construct the flagellum is so expensive. The fact that it evolved as a motor organ means even at such the large cost shows that the flagellum is essential for survival in natural condition. In this review, we would like to focus on the flagella-related researches conducted by the authors and the flagellar research on Vibrio spp.

DOI： 10.3412/jsb.75.195

PubMed
Structure of the periplasmic domain of SflA involved in spatial regulation of the flagellar biogenesis of Vibrio reveals a TPR/SLR-like fold 査読有り国際誌

Sakuma Mayuko, Nishikawa Shoji, Inaba Satoshi, Nishigaki Takehiko, Kojima Seiji, Homma Michio, Imada Katsumi

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 166 巻 ( 2 ) 頁： 197 - 204 2019年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvz027

Web of Science

PubMed
Effect of PlzD, a YcgR homologue of c-di-GMP-binding protein, on polar flagellar motility in Vibrio alginolyticus 査読有り国際誌

Kojima Seiji, Yoneda Takuro, Morimoto Wakako, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 166 巻 ( 1 ) 頁： 77 - 88 2019年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvz014

Web of Science

PubMed
Effect of sodium ions on conformations of the cytoplasmic loop of the PomA stator protein of Vibrio alginolyticus. 査読有り

Mino T, Nishikino T, Iwatsuki H, Kojima S, Homma M

J. Biochem. 166 巻 ( 4 ) 頁： 331 - 341 2019年5月

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記述言語：英語

DOI： 10.1093/jb/mvz040

Web of Science

PubMed
Structure of Vibrio FliL, a New Stomatin-like Protein That Assists the Bacterial Flagellar Motor Function 査読有り国際誌

Takekawa Norihiro, Isumi Miyu, Terashima Hiroyuki, Zhu Shiwei, Nishino Yuuki, Sakuma Mayuko, Kojima Seiji, Homma Michio, Imada Katsumi

MBIO 10 巻 ( 2 ) 頁： e00292 2019年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/mBio.00292-19

Web of Science

PubMed
Rotational direction of flagellar motor from the conformation of FliG middle domain in marine Vibrio 査読有り国際誌

Nishikino Tatsuro, Hijikata Atsushi, Miyanoiri Yohei, Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji, Shirai Tsuyoshi, Homma Michio

SCIENTIFIC REPORTS 8 巻 ( 1 ) 頁： 17793 - 17793 2018年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41598-018-35902-6

Web of Science

PubMed
The Vibrio H-Ring Facilitates the Outer Membrane Penetration of the Polar Sheathed Flagellum 査読有り国際誌

Zhu Shiwei, Nishikino Tatsuro, Kojima Seiji, Homma Michio, Liu Jun

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 200 巻 ( 21 ) 2018年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00387-18

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PubMed
Autonomous control mechanism of stator assembly in the bacterial flagellar motor in response to changes in the environment. 査読有り国際誌

Tohru Minamino, Naoya Terahara, Seiji Kojima, Keiichi Namba

Molecular microbiology 109 巻 ( 6 ) 頁： 723 - 734 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The bacterial flagellar motor is composed of a rotor and a transmembrane ion channel complex that acts as a stator unit. The ion channel complex consists of at least three structural parts: a cytoplasmic domain responsible for the interaction with the rotor, a transmembrane ion channel that forms a pathway for the transit of ions across the cytoplasmic membrane, and a peptidoglycan-binding (PGB) domain that anchors the stator unit to the peptidoglycan (PG) layer. A flexible linker connecting the ion channel and the PGB domain not only coordinates stator assembly with its ion channel activity but also controls the assembly of stator units to the motor in response to changes in the environment. When the ion channel complex encounters the rotor, the N-terminal portion of the PGB domain adopts a partially stretched conformation, allowing the PGB domain to reach and bind to the PG layer. The binding affinity of the PGB domain for the PG layer is affected by the force applied to its anchoring point and to the type of ionic energy source. In this review article, we will present current understanding of autonomous control mechanism of stator assembly in the bacterial flagellar motor.

DOI： 10.1111/mmi.14092

Web of Science

PubMed
Biochemical analysis of GTPase FIhF which controls the number and position of flagellar formation in marine Vibrio 査読有り国際誌

Kondo Shota, Imura Yoshino, Mizuno Akira, Homma Michio, Kojima Seiji

SCIENTIFIC REPORTS 8 巻 ( 1 ) 頁： 12115 - 12115 2018年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41598-018-30531-5

Web of Science

PubMed
The role of conserved charged residues in the bidirectional rotation of the bacterial flagellar motor 査読有り国際誌

Onoue Yasuhiro, Takekawa Norihiro, Nishikino Tatsuro, Kojima Seiji, Homma Michio

MICROBIOLOGYOPEN 7 巻 ( 4 ) 頁： e00587 2018年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/mbo3.587

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PubMed
FliL association with flagellar stator in the sodium-driven Vibrio motor characterized by the fluorescent microscopy 査読有り国際誌

Lin Tsai-Shun, Zhu Shiwei, Kojima Seiji, Homma Michio, Lo Chien-Jung

SCIENTIFIC REPORTS 8 巻 ( 1 ) 頁： 11172 - 11172 2018年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/s41598-018-29447-x

Web of Science

PubMed
The Helix Rearrangement in the Periplasmic Domain of the Flagellar Stator B Subunit Activates Peptidoglycan Binding and Ion Influx 査読有り

Kojima Seiji, Takao Masato, Almira Gaby, Kawahara Ikumi, Sakuma Mayuko, Homma Michio, Kojima Chojiro, Imada Katsumi

STRUCTURE 26 巻 ( 4 ) 頁： 590 - 598.e5 2018年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.str.2018.02.016

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Scopus

PubMed
Solution structure analysis of the periplasmic region of bacterial flagellar motor stators by small angle X-ray scattering

Liew C. W., Hynson R. M., Ganuelas L. A., Shah-Mohammadi N., Duff A. P., Kojima S., Homma M., Lee L. K.

BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 495 巻 ( 2 ) 頁： 1614-1619 2018年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.bbrc.2017.11.194

Web of Science
Structural and Functional Analysis of the C-Terminal Region of FliG, an Essential Motor Component of Vibrio Na+-Driven Flagella 査読有り

Miyanoiri Yohei, Hijikata Atsushi, Nishino Yuuki, Gohara Mizuki, Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji, Kojima Chojiro, Shirai Tsuyoshi, Kainosho Masatsune, Homma Michio

STRUCTURE 25 巻 ( 10 ) 頁： 1540 - + 2017年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.str.2017.08.010

Web of Science

PubMed
Molecular architecture of the sheathed polar flagellum in Vibrio alginolyticus 査読有り

Zhu Shiwei, Nishikino Tatsuro, Hu Bo, Kojima Seiji, Homma Michio, Liu Jun

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 114 巻 ( 41 ) 頁： 10966 - 10971 2017年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1073/pnas.1712489114

Web of Science

PubMed
Localization and domain characterization of the SflA regulator of flagellar formation in Vibrio alginolyticus 査読有り

Inaba Satoshi, Nishigaki Takehiko, Takekawa Norihiro, Kojima Seiji, Homma Michio

GENES TO CELLS 22 巻 ( 7 ) 頁： 619 - 627 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12501

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PubMed
Biochemical characterization of the flagellar stator-associated inner membrane protein FliL from Vibrio alginolyticus 査読有り

Ananthanarayanan Kumar, Miyu Isumi, Mayuko Sakuma, Shiwei Zhu, Yuuki Nishino, Yasuhiro Onoue, Seiji Kojima, Yohei Miyanoiri, Katsumi Imada, Michio Homma

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 161 巻 ( 4 ) 頁： 331 - 337 2017年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：OXFORD UNIV PRESS

The flagellar motor is embedded in the cell envelope and rotates upon interaction between the stator and the rotor. The rotation is powered by ion flow through the stator. A single transmembrane protein named FliL is associated with torque generation in the flagellar motor. We established an Escherichia coli over-expression system for FliL of Vibrio alginolyticus, a marine bacterium that has a sodium-driven polar flagellum. We successfully expressed, purified, and crystallized the ca. 17 kDa full-length FliL protein and generated a construct that expresses only the ca. 14 kDa periplasmic region of FliL (Delta TM FliL). Biochemical characterization and NMR analysis revealed that Delta TM FliL weakly interacted with itself to form an oligomer. We speculate that the observed dynamic interaction may be involved in the role of FliL in flagellar motor function.

DOI： 10.1093/jb/mvw076

Web of Science

PubMed
Mutational analysis and overproduction effects of MotX, an essential component for motor function of Na+-driven polar flagella of Vibrio 国際誌

Takekawa Norihiro, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 161 巻 ( 2 ) 頁： 159 - 166 2017年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvw061

Web of Science

PubMed
Structural and functional analysis of the C-terminal region of FliG, an essential motor component of Vibrio Na+-driven flagella. 査読有り

Miyanoiri Y, Hijikata A, Nishino Y, Gohara M, Onoue Y, Kojima S, Kojima C, Shirai T, Kainosho M, Homma M.

Structure 25 巻頁： 1-9 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Localization and domain characterization of the SflA regulator of flagellar formation in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Inaba S, Nishigaki T, Takekawa N, Kojima S, Homma M.

Genes Cells 7 巻頁： 619-627 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Mechanism of Stator Assembly and Incorporation into the Flagellar Motor. 査読有り

Kojima S

Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 1593 巻頁： 147 - 159 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/978-1-4939-6927-2_11

Web of Science

PubMed
Analysis of the GTPase motif of FlhF in the control of the number and location of polar flagella in Vibrio alginolyticus 査読有り

Kondo Shota, Homma Michio, Kojima Seiji

BIOPHYSICS AND PHYSICOBIOLOGY 14 巻頁： 173 - 181 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.2142/biophysico.14.0_173

Web of Science

PubMed
HubP, a Polar Landmark Protein, Regulates Flagellar Number by Assisting in the Proper Polar Localization of FlhG in Vibrio alginolyticus 査読有り

Takekawa Norihiro, Kwon Soojin, Nishioka Noriko, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 198 巻 ( 22 ) 頁： 3091 - 3098 2016年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00462-16

Web of Science

PubMed
The tetrameric MotA complex as the core of the flagellar motor stator from hyperthermophilic bacterium 査読有り

Takekawa Norihiro, Terahara Naoya, Kato Takayuki, Gohara Mizuki, Mayanagi Kouta, Hijikata Atsushi, Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji, Shirai Tsuyoshi, Namba Keiichi, Homma Michio

SCIENTIFIC REPORTS 6 巻頁： 31526 2016年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/srep31526

Web of Science

PubMed
FliH and FliI ensure efficient energy coupling of flagellar type III protein export in Salmonella 査読有り

Minamino Tohru, Kinoshita Miki, Inoue Yumi, Morimoto Yusuke V., Ihara Kunio, Koya Satomi, Hara Noritaka, Nishioka Noriko, Kojima Seiji, Homma Michio, Namba Keiichi

MICROBIOLOGYOPEN 5 巻 ( 3 ) 頁： 424 - 435 2016年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/mbo3.340

Web of Science

PubMed
Serine suppresses the motor function of a periplasmic PomB mutation in the Vibrio flagella stator 査読有り

Nishikino Tatsuro, Zhu Shiwei, Takekawa Norihiro, Kojima Seiji, Onoue Yasuhiro, Homma Michio

GENES TO CELLS 21 巻 ( 5 ) 頁： 505 - 516 2016年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/gtc.12357

Web of Science

PubMed
細菌べん毛の回転および本数制御機構に関する研究招待有り

小嶋誠司

日本細菌学雑誌 71 巻 ( 3 ) 頁： 185-197 2016年

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担当区分：筆頭著者記述言語：日本語
Studies on the mechanism of bacterial flagellar rotation and the flagellar number regulation. 査読有り

Seiji Kojima

Nihon saikingaku zasshi. Japanese journal of bacteriology 71 巻 ( 3 ) 頁： 185 - 97 2016年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Many motile bacteria have the motility organ, the flagellum. It rotates by the rotary motor driven by the ion-motive force and is embedded in the cell surface at the base of each flagellar filament. Many researchers have been studying its rotary mechanism for years, but most of the energy conversion processes have been remained in mystery. We focused on the flagellar stator, which works at the core process of energy conversion, and found that the periplasmic region of the stator changes its conformation to be activated only when the stator units are incorporated into the motor and anchored at the cell wall. Meanwhile, the physiologically important supramolecular complex is localized in the cell at the right place and the right time with a proper amount. How the cell achieves such a proper localization is the fundamental question for life science, and we undertake this problem by analyzing the mechanism for biogenesis of a single polar flagellum of Vibrio alginolyticus. Here I describe the molecular mechanism of how the flagellum is generated at the specific place with a proper number, and also how the flagellar stator is incorporated into the motor to complete the functional motor assembly, based on our studies.

DOI： 10.3412/jsb.71.185

PubMed
Effect of FliG three amino acids deletion in Vibrio polar-flagellar rotation and formation 査読有り

Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 158 巻 ( 6 ) 頁： 523 - 529 2015年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvv068

Web of Science

PubMed
Dynamism and regulation of the stator, the energy conversion complex of the bacterial flagellar motor 査読有り

Kojima Seiji

CURRENT OPINION IN MICROBIOLOGY 28 巻頁： 66 - 71 2015年12月

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記述言語：英語

DOI： 10.1016/j.mib.2015.07.015

Web of Science

PubMed
FliL associates with the stator to support torque generation of the sodium-driven polar flagellar motor of Vibrio 査読有り

Zhu Shiwei, Kumar Ananthanarayanan, Kojima Seiji, Homma Michio

MOLECULAR MICROBIOLOGY 98 巻 ( 1 ) 頁： 101 - 110 2015年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/mmi.13103

Web of Science

PubMed
The MinD homolog FlhG regulates the synthesis of the single polar flagellum of Vibrio alginolyticus 査読有り

Ono Hiroki, Takashima Akari, Hirata Hikaru, Homma Michio, Kojima Seiji

MOLECULAR MICROBIOLOGY 98 巻 ( 1 ) 頁： 130 - 141 2015年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/mmi.13109

Web of Science

PubMed
Sodium-driven energy conversion for flagellar rotation of the earliest divergent hyperthermophilic bacterium 査読有り

Takekawa Norihiro, Nishiyama Masayoshi, Kaneseki Tsuyoshi, Kanai Tamotsu, Atomi Haruyuki, Kojima Seiji, Homma Michio

SCIENTIFIC REPORTS 5 巻頁： 12711 2015年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/srep12711

Web of Science

PubMed
Functional chimeras of flagellar stator proteins between E-coli MotB and Vibrio PomB at the periplasmic region in Vibrio or E-coli 査読有り

Nishino Yuuki, Onoue Yasuhiro, Kojima Seiji, Homma Michio

MICROBIOLOGYOPEN 4 巻 ( 2 ) 頁： 323 - 331 2015年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/mbo3.240

Web of Science

PubMed
超好熱菌Aquifex aeolicusの運動解析と大腸菌を用いたAquifexモーター固定子の機能解析

本間道夫, 小嶋誠司, 竹川宜宏, 西山雅祥, 金関剛史, 金井保

日本細菌学雑誌 70 巻 ( 1 ) 頁： 147 - 147 2015年2月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本細菌学会
Interaction of the C-Terminal Tail of FliF with FliG from the Na+-Driven Flagellar Motor of Vibrio alginolyticus 査読有り

Ogawa Ryo, Abe-Yoshizumi Rei, Kishi Takaaki, Homma Michio, Kojima Seiji

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 197 巻 ( 1 ) 頁： 63 - 72 2015年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.02271-14

Web of Science

PubMed
The MinD homolog FlhG regulates the synthesis of the single polar flagellum of Vibrio alginolyticus. 査読有り

Ono H, Takashima A, Hirata H, Homma M, Kojima S.

Mol. Microbiol. 98 巻頁： 130-141 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
FliL associates with the stator to support torque generation of the sodium-driven polar flagellar motor of Vibrio. 査読有り

Zhu S, Kumar A, Kojima S, Homma M.

Mol. Microbiol. 98 巻頁： 101-110 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Interaction of the C-terminal tail of FliF with FliG from the Na+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus 査読有り

Ogawa R, Abe-Yoshizumi R, Kishi T, Homma M, Kojima S.

J. Bacteriol. 197 巻頁： 63-72 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Dynamism and regulation of the stator, the energy conversion complex of the bacterial flagellar motor. 招待有り査読有り

Seiji Kojima

Curr. Opin. Microbiol. 28 巻頁： 66-71 2015年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語
Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of marine bacteria. 査読有り

Ishii E, Chiba S, Hashimoto N, Kojima S, Homma M, Ito K, Akiyama Y, Mori H.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112 巻頁： E5513-E5522 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
細菌べん毛モーター固定子の組込みと活性化機構

今田勝巳, 小嶋誠司

日本結晶学会誌 57 巻 ( 5 ) 頁： 291 - 296 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Crystallographic Society of Japan

Bacteria swim in aqueous environment by rotating the flagellum driven by a reversible motor embedded in the cell membrane. The torque of the motor is generated by the rotor-stator interaction coupled with the ion flow through the stator. A dozen of stators assemble around the rotor and are fixed to the peptidoglycan layer. The ion-conductivity of the stator is coupled to its assembly, and proper anchoring of the stator is required for torque generation. We determined the crystal structures of C-terminal fragments of the B-subunit of the stator including the region responsible for anchoring the stator, and performed the functional analyses using the mutants designed based on the structure. These studies revealed that the conformational change of the N-terminal region of the fragment is essential to form a functional stator around the rotor.

DOI： 10.5940/jcrsj.57.291

CiNii Books

その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JLC/20016787177?from=CiNii
Conformational change in the periplamic region of the flagellar stator coupled with the assembly around the rotor 査読有り

Shiwei Zhu, Masato Takao, Na Li, Mayuko Sakuma, Yuuki Nishino, Michio Homma, Seiji Kojima, Katsumi Imada

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 111 巻 ( 37 ) 頁： 13523 - 13528 2014年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：NATL ACAD SCIENCES

The torque of the bacterial flagellum is generated by the rotor-stator interaction coupled with the ion flow through the channel in the stator. Anchoring the stator unit to the peptidoglycan layer with proper orientation around the rotor is believed to be essential for smooth rotation of the flagellar motor. The stator unit of the sodium-driven flagellar motor of Vibrio is composed of PomA and PomB, and is thought to be fixed to the peptidoglycan layer and the T-ring by the C-terminal periplasmic region of PomB. Here, we report the crystal structure of a C-terminal fragment of PomB (PomB(C)) at 2.0-angstrom resolution, and the structure suggests a conformational change in the N-terminal region of PomBC for anchoring the stator. On the basis of the structure, we designed double-Cys replaced mutants of PomB for in vivo disulfide cross-linking experiments and examined their motility. The motility can be controlled reproducibly by reducing reagent. The results of these experiments suggest that the N-terminal disordered region (121-153) and following the N-terminal two-thirds of alpha 1(154- 164) in PomBC changes its conformation to form a functional stator around the rotor. The cross-linking did not affect the localization of the stator nor the ion conductivity, suggesting that the conformational change occurs in the final step of the stator assembly around the rotor.

DOI： 10.1073/pnas.1324201111

Web of Science

PubMed
Contribution of Many Charged Residues at the Stator-Rotor Interface of the Na (+) -Driven Flagellar Motor to Torque Generation in Vibrio alginolyticus 査読有り

Takekawa Norihiro, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 196 巻 ( 7 ) 頁： 1377 - 1385 2014年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.01392-13

Web of Science

PubMed
Construction of functional fragments of the cytoplasmic loop with the C-terminal region of PomA, a stator component of the Vibrio Na+ driven flagellar motor. 査読有り

Onoue Y, Abe-Yoshizumi R, Gohara M, Kobayashi S, Nishioka N, Kojima S, Homma M.

J. Biochem. 155 巻頁： 207-216 2014年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Construction of functional fragments of the cytoplasmic loop with the C-terminal region of PomA, a stator component of the Vibrio Na+ driven flagellar motor 査読有り

Onoue Yasuhiro, Abe-Yoshizumi Rei, Gohara Mizuki, Kobayashi Shiori, Nishioka Noriko, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 155 巻 ( 3 ) 頁： 207 - 216 2014年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvt115

Web of Science

PubMed
Biophysical characterization of the C-terminal region of FliG, an essential rotor component of the Na+-driven flagellar motor 査読有り

Gohara Mizuki, Kobayashi Shiori, Abe-Yoshizumi Rei, Nonoyama Natsumi, Kojima Seiji, Asami Yasuo, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 155 巻 ( 2 ) 頁： 83 - 89 2014年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvt100

Web of Science

PubMed
Structure, gene regulation and environmental response of flagella in Vibrio 査読有り

Zhu Shiwei, Kojima Seiji, Homma Michio

FRONTIERS IN MICROBIOLOGY 4 巻 ( 410 ) 頁： 410 2013年12月

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記述言語：英語

DOI： 10.3389/fmicb.2013.00410

Web of Science

PubMed
Mutation in the a-subunit of F1FO-ATPase causes an increased motility phenotype through the sodium-driven flagella of Vibrio 査読有り

Terashima Hiroyuki, Terauchi Takashi, Ihara Kunio, Nishioka Noriko, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 154 巻 ( 2 ) 頁： 177 - 184 2013年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvt042

Web of Science

PubMed
Fluorescence imaging of GFP-fused periplasmic components of Na+-driven flagellar motor using Tat pathway in Vibrio alginolyticus 査読有り

Takekawa Norihiro, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 153 巻 ( 6 ) 頁： 547 - 553 2013年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvt017

Web of Science

PubMed
Na+ conductivity of the Na+-driven flagellar motor complex composed of unplugged wild-type or mutant PomB with PomA 査読有り

Takekawa Norihiro, Terauchi Takashi, Morimoto Yusuke V., Minamino Tohru, Lo Chien-Jung, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 153 巻 ( 5 ) 頁： 441 - 451 2013年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvt011

Web of Science

PubMed
Insight into the assembly mechanism in the supramolecular rings of the sodium-driven Vibrio flagellar motor from the structure of FlgT 査読有り

Terashima Hiroyuki, Li Na, Sakuma Mayuko, Koike Masafumi, Kojima Seiji, Homma Michio, Imada Katsumi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 110 巻 ( 15 ) 頁： 6133 - 6138 2013年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1073/pnas.1222655110

Web of Science

PubMed
A Novel dnaJ Family Gene, sflA, Encodes an Inhibitor of Flagellation in Marine Vibrio Species 査読有り

Kitaoka Maya, Nishigaki Takehiko, Ihara Kunio, Nishioka Noriko, Kojima Seiji, Homma Michio

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 195 巻 ( 4 ) 頁： 816 - 822 2013年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.01850-12

Web of Science

PubMed
Expression, purification and biochemical characterization of the cytoplasmic loop of PomA, a stator component of the Na+ driven flagellar motor. 査読有り

Abe-Yoshizumi R, Kobayashi S, Gohara M, Hayashi K, Kojima C, Kojima S, Sudo Y, Asami Y, Homma M.

Biophysics 9 巻頁： 21-29 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Na+ conductivity of the Na+-driven flagellar motor complex composed of unplugged wild-type or mutant PomB with PomA. 査読有り

Takekawa N, Terauchi T, Morimoto YV, Minamino T, Lo CJ, Kojima S, Homma M.

J. Biochem. 153 巻頁： 441-451 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
A novel dnaJ family gene, sflA, encodes an inhibitor of flagellation in marine Vibrio species. 査読有り

Kitaoka M, Nishigaki T, Ihara K, Nishioka N, Kojima S, Homma M.

J. Bacteriol. 195 巻頁： 816-822 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Fluorescence imaging of GFP-fused periplasmic components of Na+-driven flagellar motor using Tat pathway in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Takekawa N, Kojima S, Homma M.

J. Biochem. 153 巻頁： 547-553 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Mutation in the a-subunit of F1FO-ATPase causes an increased motility phenotype through the sodium-driven flagella of Vibrio. 査読有り

Terashima H, Terauchi T, Ihara K, Nishioka N, Kojima S, Homma M.

J. Biochem. 154 巻頁： 177-184 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Insight into the assembly mechanism in the supramolecular rings of the sodium-driven Vibrio flagellar motor from the structure of FlgT. 査読有り

Terashima H, Li N, Sakuma M, Koike M, Kojima S, Homma M, Imada K.

Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110 巻頁： 6133-6138 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Expression, purification and biochemical characterization of the cytoplasmic loop of PomA, a stator component of the Na+ driven flagellar motor 査読有り

Rei Abe-Yoshizumi, Shiori Kobayashi, Mizuki Gohara, Kokoro Hayashi, Chojiro Kojima, Seiji Kojima, Yuki Sudo, Yasuo Asami, Michio Homma

Biophysics (Japan) 9 巻頁： 21 - 29 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Flagellar motors embedded in bacterial membranes are molecular machines powered by specific ion flows. Each motor is composed of a stator and a rotor and the interactions of those components are believed to generate the torque. Na+ influx through the PomA/PomB stator complex of Vibrio alginolyticus is coupled to torque generation and is speculated to trigger structural changes in the cytoplasmic domain of PomA that interacts with a rotor protein in the C-ring, FliG, to drive the rotation. In this study, we tried to overproduce the cytoplasmic loop of PomA (PomA-Loop), but it was insoluble. Thus, we made a fusion protein with a small soluble tag (GB1) which allowed us to express and characterize the recombinant protein. The structure of the PomA-Loop seems to be very elongated or has a loose tertiary structure. When the PomA-Loop protein was produced in E. coli, a slight dominant effect was observed on motility. We conclude that the cytoplasmic loop alone retains a certain function. © 2013 THE BIOPHYSICAL SOCIETY OF JAPAN.

DOI： 10.2142/biophysics.9.21

Scopus

PubMed
Intragenic Suppressor of a Plug Deletion Nonmotility Mutation in PotB, a Chimeric Stator Protein of Sodium-Driven Flagella 査読有り

Zhu Shiwei, Homma Michio, Kojima Seiji

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 194 巻 ( 24 ) 頁： 6728 - 6735 2012年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.01132-12

Web of Science

PubMed
Bacterial Motility Measured by a Miniature Chamber for High-Pressure Microscopy 査読有り

Nishiyama Masayoshi, Kojima Seiji

INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 13 巻 ( 7 ) 頁： 9225 - 9239 2012年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.3390/ijms13079225

Web of Science

PubMed
Characterization of PomA Mutants Defective in the Functional Assembly of the Na<SUP>+</SUP>-Driven Flagellar Motor in <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Takekawa, N; Li, N; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 194 巻 ( 8 ) 頁： 1934 - 1939 2012年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.06552-11

Web of Science

PubMed
Instantaneous and Quantitative Single Cells Viability Determination Using Dual Nanoprobe Inside ESEM 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY 11 巻 ( 2 ) 頁： 298 - 306 2012年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNANO.2011.2171989

Web of Science
Nanofork for Single Cells Adhesion Measurement via ESEM-Nanomanipulator System 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE 11 巻 ( 1 ) 頁： 70 - 78 2012年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNB.2011.2179809

Web of Science

PubMed
ペリプラズム側構造から見たべん毛モーター構築とモーターの活性化機構査読有り

小嶋誠司、今田勝巳

生物物理 52 巻 ( 1 ) 頁： 18-21 2012年2月

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担当区分：筆頭著者記述言語：日本語
ペリプラズム側構造から見たべん毛モーター構築とモーターの活性化機構

小嶋誠司, 今田勝巳

生物物理 52 巻 ( 1 ) 頁： 18 - 21 2012年1月

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Biophysical Society of Japan General Incorporated Association

Bacterial flagellar motor is an ion-driven supramolecular nanomachine embedded in the cell envelope. Rotor-stator interaction that couples to the specific ion translocation through the stator channel is the nature of torque generation. To produce fully functional motor, multiple stator complexes must be incorporated around the rotor at appropriate places. However, such stator assembly mechanism has not been investigated by the structural point of view. Here we describe stator assembly and activation mechanism revealed from the crystal structure of a motor component located in the periplasmic space, suggesting the dynamic conformational changes in the stator during its assembly-coupled activation.<br>

DOI： 10.2142/biophys.52.018

CiNii Books

その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00387646297?from=CiNii
Nanofork for single cells adhesion measurement via ESEM-nanomanipulator system 査読有り

Ahmad MR, Nakajima M, Kojima M, Kojima S, Homma M, Fukuda T

IEEE Trans Nanobioscience 11 巻頁： 70-78 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Characterization of PomA mutants defective in the functional assembly of the Na+-driven flagellar motor in Vibrio alginolyticus 査読有り

Takekawa N, Li N, Kojima S, Homma M

Journal of Bacteriology 194 巻頁： 1934-1939 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Intragenic suppressor of a plug deletion nonmotility mutation in PotB, a chimeric stator protein of sodium-driven flagella. 査読有り

Zhu S, Homma M, Kojima S

J. Bacteriol. 194 巻頁： 6728-6735 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Bacterial motility measured by a miniature chamber for high-pressure microscopy. 査読有り

Nishiyama M and Kojima S

Int. J. Mol. Sci. 13 巻頁： 9225-9239 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Evaluation of the Single Yeast Cell's Adhesion to ITO Substrates With Various Surface Energies via ESEM Nanorobotic Manipulation System. 査読有り

Shen Y, Ahmad MR, Nakajima M, Kojima S, Homma M, Fukuda T.

IEEE Trans Nanobioscience 10 巻 ( 4 ) 頁： 217-224 2011年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Evaluation of the Single Yeast Cell's Adhesion to ITO Substrates With Various Surface Energies via ESEM Nanorobotic Manipulation System 査読有り

Shen, YJ; Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE 10 巻 ( 4 ) 頁： 217 - 224 2011年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNB.2011.2177099

Web of Science

PubMed
Mutations targeting the C-terminal domain of FliG can disrupt motor assembly in the Na(+)-driven flagella of Vibrio alginolyticus. 査読有り

Kojima S, Nonoyama N, Takekawa N, Fukuoka H, Homma M.

J Mol Biol 414 巻 ( 1 ) 頁： 62-74 2011年11月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Mutations Targeting the C-Terminal Domain of FliG Can Disrupt Motor Assembly in the Na<SUP>+</SUP>-Driven Flagella of <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Kojima, S; Nonoyama, N; Takekawa, N; Fukuoka, H; Homma, M

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 414 巻 ( 1 ) 頁： 62 - 74 2011年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jmb.2011.09.019

Web of Science

PubMed
Single cell adhesion force measurement for cell viability identification using an AFM cantilever-based micro putter 査読有り

Shen, YJ; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Kojima, M; Fukuda, T

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY 22 巻 ( 11 ) 2011年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1088/0957-0233/22/11/115802

Web of Science
Sodium-driven motor of the polar flagellum in marine bacteria <i>Vibrio</i> 査読有り

Li, N; Kojima, S; Homma, M

GENES TO CELLS 16 巻 ( 10 ) 頁： 985 - 999 2011年10月

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記述言語：英語

DOI： 10.1111/j.1365-2443.2011.01545.x

Web of Science

PubMed
細菌べん毛モーターエネルギー変換タンパク質の構造と機能招待有り査読有り

寺内尭史、小嶋誠司、本間道夫

生化学 83 巻 ( 9 ) 頁： 822-833 2011年9月

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記述言語：日本語
A conserved residue, PomB-F22, in the transmembrane segment of the flagellar stator complex, has a critical role in conducting ions and generating torque 査読有り

Terauchi, T; Terashima, H; Kojima, S; Homma, M

MICROBIOLOGY-SGM 157 巻 ( Pt 8 ) 頁： 2422 - 2432 2011年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1099/mic.0.048488-0

Web of Science

PubMed
Characterization of the Periplasmic Region of PomB, a Na<SUP>+</SUP>-Driven Flagellar Stator Protein in <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Li, N; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 193 巻 ( 15 ) 頁： 3773 - 3784 2011年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00113-11

Web of Science

PubMed
Design and characterization of nanoknife with buffering beam for <i>in situ</i> single-cell cutting 査読有り国際誌

Shen, YJ; Nakajima, M; Yang, Z; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

NANOTECHNOLOGY 22 巻 ( 30 ) 頁： 305701 - 305701 2011年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1088/0957-4484/22/30/305701

Web of Science

PubMed
Effect of ambient humidity on the strength of the adhesion force of single yeast cell inside environmental-SEM 査読有り

Shen, YJ; Nakajima, M; Ahmad, MR; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

ULTRAMICROSCOPY 111 巻 ( 8 ) 頁： 1176 - 1183 2011年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ultramic.2011.02.008

Web of Science

PubMed
Study of the time effect on the strength of cell-cell adhesion force by a novel nano-picker 査読有り

Shen, YJ; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 409 巻 ( 2 ) 頁： 160 - 165 2011年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.bbrc.2011.04.019

Web of Science

PubMed
M153R Mutation in a pH-Sensitive Green Fluorescent Protein Stabilizes Its Fusion Proteins 査読有り

Morimoto, YV; Kojima, S; Namba, K; Minamino, T

PLOS ONE 6 巻 ( 5 ) 頁： e19598 2011年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1371/journal.pone.0019598

Web of Science

PubMed
Buckling Nanoneedle for Characterizing Single Cells Mechanics Inside Environmental SEM 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY 10 巻 ( 2 ) 頁： 226 - 236 2011年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNANO.2009.2036997

Web of Science
Study of the time effect on the strength of cell-cell adhesion force by a novel nano-picker. 査読有り

Shen Y, Nakajima M, Kojima S, Homma M, Fukuda T.

Biochem Biophys Res Commun. 409 巻 ( 2 ) 頁： 160-165 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Sodium-driven motor of the polar flagellum in marine bacteria Vibrio. 査読有り

Li N, Kojima S, Homma M.

Genes to Cells 16 巻 ( 10 ) 頁： 985-999 2011年

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記述言語：英語
Effect of ambient humidity on the strength of the adhesion force of single yeast cell inside environmental-SEM. 査読有り

Shen Y, Nakajima M, Ahmad MR, Kojima S, Homma M, Fukuda T.

Ultramicroscopy 111 巻 ( 8 ) 頁： 1176-1183 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Design and characterization of nanoknife with buffering beam for in situ single-cell cutting. 査読有り

Shen Y, Nakajima M, Yang Z, Kojima S, Homma M, Fukuda T.

Nanotechnology 22 巻 ( 30 ) 頁： 305701 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
A conserved residue, PomB-F22, in the transmembrane segment of the flagellar stator complex, has a critical role in conducting ions and generating torque. 査読有り

Terauchi T, Terashima H, Kojima S, Homma M.

Microbiology 157 巻頁： 2422-2432 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Characterization of the periplasmic region of PomB, a Na+-driven flagellar stator protein in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Li N, Kojima S, Homma M.

J Bacteriol 193 巻 ( 15 ) 頁： 3773-3784 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
M153R Mutation in a pH-Sensitive Green Fluorescent Protein Stabilizes Its Fusion Proteins 査読有り

Morimoto YV, Kojima S, Namba K, Minamino T

PLoS One 6 巻 ( 5 ) 頁： e19598 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Characterization of the flagellar motor composed of functional GFP-fusion derivatives of FliG in the NA +-driven polar flagellum of Vibrio alginolyticus 査読有り

Masafumi Koike, Noriko Nishioka, Seiji Kojima, Michio Homma

Biophysics 7 巻頁： 59 - 67 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The polar flagellum of Vibrio alginolyticus is driven by sodium ion flux via a stator complex, composed of PomA and PomB, across the cell membrane. The interaction between PomA and the rotor component FliG is believed to generate torque required for flagellar rotation. Previous research reported that a GFP-fused FliG retained function in the Vibrio flagellar motor. In this study, we found that N-terminal or C-terminal fusion of GFP has different effects on both torque generation and the switching frequency of the direction of flagellar motor rotation. We could detect the GFP-fused FliG in the basal-body (rotor) fraction although its association with the basal body was less stable than that of intact FliG. Furthermore, the fusion of GFP to the C-terminus of FliG, which is believed to be directly involved in torque generation, resulted in very slow motility and prohibited the directional change of motor rotation. On the other hand, the fusion of GFP to the N-terminus of FliG conferred almost the same swimming speed as intact FliG. These results are consistent with the premise that the Cterminal domain of FliG is directly involved in torque generation and the GFP fusions are useful to analyze the functions of various domains of FliG. © 2011 THE BIOPHYSICAL SOCIETY OF JAPAN.

DOI： 10.2142/biophysics.7.59

Scopus

PubMed
Fabrication and Application of Nanofork for Measuring Single Cells Adhesion Force inside ESEM 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

ENABLING SCIENCE AND NANOTECHNOLOGY 1341 巻頁： 304 - + 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1063/1.3587007

Web of Science
Structure and function of energy transduction protein complex of bacterial flagellar motor 査読有り

Takashi Terauchi, Seiji Kojima, Michio Homma

Seikagaku 83 巻 ( 9 ) 頁： 822 - 833 2011年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Scopus

PubMed
The Flagellar Basal Body-Associated Protein FlgT Is Essential for a Novel Ring Structure in the Sodium-Driven <i>Vibrio</i> Motor 査読有り

Terashima, H; Koike, M; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 192 巻 ( 21 ) 頁： 5609 - 5615 2010年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00720-10

Web of Science

PubMed
Disulphide cross-linking between the stator and the bearing components in the bacterial flagellar motor 査読有り

Hizukuri, Y; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 148 巻 ( 3 ) 頁： 309 - 318 2010年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvq067

Web of Science

PubMed
Functional Transfer of an Essential Aspartate for the Ion-binding Site in the Stator Proteins of the Bacterial Flagellar Motor 査読有り

Terashima, H; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 397 巻 ( 3 ) 頁： 689 - 696 2010年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jmb.2010.01.050

Web of Science

PubMed
Nanoindentation Methods to Measure Viscoelastic Properties of Single Cells Using Sharp, Flat, and Buckling Tips Inside ESEM 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE 9 巻 ( 1 ) 頁： 12 - 23 2010年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNB.2009.2034849

Web of Science

PubMed
Isolation of Basal Bodies with C-Ring Components from the Na<SUP>+</SUP>-Driven Flagellar Motor of <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Koike, M; Terashima, H; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 192 巻 ( 1 ) 頁： 375 - 378 2010年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.01121-09

Web of Science

PubMed
Isolation of basal bodies with C-ring components from the Na+-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus. 査読有り

Koike M., Terashima H., Kojima S. & Homma M.

Journal of Bacteriology 192 巻頁： 375-378 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Functional transfer of an essential aspartate for the ion-binding site in the stator proteins of the bacterial flagellar motor. 査読有り

Terashima, H., Kojima, S & Homma M.

Journal of Molecular Biology 397 巻頁： 689-696 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Disulphide cross-linking between the stator and the bearing components in the bacterial flagellar motor. 査読有り

Hizukuri Y., Kojima, S. & Homma, M.

Journal of Biochemistry (Tokyo) 148 巻頁： 309-318 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The flagellar basal body-associated protein FlgT is essential for a novel ring structure in the sodium-driven Vibrio motor. 査読有り

Terashima H., Koike M., Kojima S. & Homma M.

Journal of Bacteriology 192 巻頁： 5609-5615 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Interaction between Na<SUP>+</SUP> Ion and Carboxylates of the PomA-PomB Stator Unit Studied by ATR-FTIR Spectroscopy 査読有り

Sudo, Y; Kitade, Y; Furutani, Y; Kojima, M; Kojima, S; Homma, M; Kandori, H

BIOCHEMISTRY 48 巻 ( 49 ) 頁： 11699 - 11705 2009年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/bi901517n

Web of Science

PubMed
Rotational Speed Control of Na<SUP>+</SUP>-Driven Flagellar Motor by Dual Pipettes 査読有り

Nogawa, K; Kojima, M; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE 8 巻 ( 4 ) 頁： 341 - 348 2009年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNB.2009.2035281

Web of Science

PubMed
Mutational Analysis of the GTP-binding Motif of FlhF which Regulates the Number and Placement of the Polar Flagellum in <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Kusumoto, A; Nishioka, N; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 146 巻 ( 5 ) 頁： 643 - 650 2009年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvp109

Web of Science

PubMed
Stator assembly and activation mechanism of the flagellar motor by the periplasmic region of MotB 査読有り

Kojima, S; Imada, K; Sakuma, M; Sudo, Y; Kojima, C; Minamino, T; Homma, M; Namba, K

MOLECULAR MICROBIOLOGY 73 巻 ( 4 ) 頁： 710 - 718 2009年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/j.1365-2958.2009.06802.x

Web of Science

PubMed
The peptidoglycan-binding (PGB) Domain of the <i>Escherichia coli</i> Pal Protein can also Function as the PGB Domain in <i>E</i>. <i>coli</i> Flagellar Motor Protein MotB 査読有り

Hizukuri, Y; Morton, JF; Yakushi, T; Kojima, S; Hommay, M

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 146 巻 ( 2 ) 頁： 219 - 229 2009年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvp061

Web of Science

PubMed
Sodium-dependent dynamic assembly of membrane complexes in sodium-driven flagellar motors 査読有り

Fukuoka, H; Wada, T; Kojima, S; Ishijima, A; Homma, M

MOLECULAR MICROBIOLOGY 71 巻 ( 4 ) 頁： 825 - 835 2009年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/j.1365-2958.2008.06569.x

Web of Science

PubMed
Sodium-dependent dynamic assembly of membrane complexes in sodium-driven flagellar motors. 査読有り

Fukuoka, H., Wada, T., Kojima, S., Ishijima, A. & Homma, M.

Molecular Microbiology 71 巻頁： 825-835 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Mutational analysis of the GTP-binding motif of FlhF which regulates the number and placement of the polar flagellum in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Kusumoto, A., Nishioka, N., Kojima, S. & Homma, M.

Journal of Biochemistry (Tokyo) 146 巻頁： 643-650 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
*Stator assembly and activation mechanism of the flagellar motor by the periplasmic region of MotB. 査読有り

Kojima, S., Imada, K., Sakuma, M., Sudo, Y., Kojima, C., Minamino, T., Homma, M. & Namba, K.

Molecular Microbiology 73 巻頁： 710-718 2009年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Comparative study of the ion flux pathway in stator units of proton- and sodium-driven flagellar motors. 査読有り

Sudo, Y., Terashima, H., Abe-Yoshizumi, R., Kojima, S. & Homma, M.

Biophysics 5 巻頁： 45-52 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The peptidoglycan-binding (PGB) domain of the Escherichia coli Pal protein can also function as the PGB domain in E. coli flagellar motor protein MotB. 査読有り

Hizukuri, Y., Morton, J.F., Yakushi, T., Kojima, S. & Homma, M.

Journal of Biochemistry (Tokyo) 146 巻頁： 219-229 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Comparative study of the ion flux pathway in stator units of proton- and sodium-driven flagellar motors 査読有り

Yuki Sudo, Hiroyuki Terashima, Rei Abe-Yoshizumi, Seiji Kojima, Michio Homma

Biophysics 5 巻頁： 45 - 52 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Flagellar motor proteins, MotA/B and PomA/B, are essential for the motility of Escherichia coli and Vibrio alginolyticus, respectively. Those complexes work as a H+ and a Na+ channel, respectively and play important roles in torque generation as the stators of the flagellar motors. Although Asp32 of MotB and Asp24 of PomB are believed to function as ion binding site(s), the ion flux pathway from the periplasm to the cytoplasm is still unclear. Conserved residues, Ala39 of MotB and Cys31 of PomB, are located on the same sides as Asp32 of MotB and Asp24 of PomB, respectively, in a helical wheel diagram. In this study, a series of mutations were introduced into the Ala39 residue of MotB and the Cys31 residue of PomB. The motility of mutant cells were markedly decreased as the volume of the side chain increased. The loss of function due to the MotB(A39V) and PomB(L28A/C31A) mutations was suppressed by mutations of MotA(M206S) and PomA(L183F), respectively, and the increase in the volume caused by the MotB(A39V) mutation was close to the decrease in the volume caused by the MotA(M206S) mutation. These results demonstrate that Ala39 of MotB and Cys31 of PomB form part of the ion flux pathway and pore with Met206 of MotA and Leu183 of PomA in the MotA/B and PomA/B stator units, respectively. © 2009.

DOI： 10.2142/biophysics.5.45

Scopus

PubMed
Rotational Speed Control of Na+-driven Flagellar Motor by Nano/Micro Dual Pipettes

Nogawa Kousuke, Kojima Masaru, Nakajima Masahiro, Kojima Seiji, Homma Michio, Fukuda Toshio

2009 9TH IEEE CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY (IEEE-NANO) 頁： 522 - 525 2009年

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記述言語：日本語

Web of Science
Cell-free Synthesis of the Torque-Generating Membrane Proteins, PomA and PomB, of the Na<SUP>+</SUP>-driven Flagellar Motor in <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Terashima, H; Abe-Yoshizumi, R; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 144 巻 ( 5 ) 頁： 635 - 642 2008年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jb/mvn110

Web of Science

PubMed
Suppressor analysis of the MotB(D33E) mutation to probe bacterial flagellar motor dynamics coupled with proton translocation 査読有り

Che, YS; Nakamura, S; Kojima, S; Kami-Ike, N; Namba, K; Minamino, T

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 190 巻 ( 20 ) 頁： 6660 - 6667 2008年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00503-08

Web of Science

PubMed
<i>In Situ</i> Single Cell Mechanics Characterization of Yeast Cells Using Nanoneedles Inside Environmental SEM

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY 7 巻 ( 5 ) 頁： 607 - 616 2008年9月

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DOI： 10.1109/TNANO.2008.2003185

Web of Science
The effects of cell sizes, environmental conditions, and growth phases on the strength of individual W303 yeast cells inside ESEM 査読有り

Ahmad, MR; Nakajima, M; Kojima, S; Homma, M; Fukuda, T

IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE 7 巻 ( 3 ) 頁： 185 - 193 2008年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/TNB.2008.2002281

Web of Science

PubMed
Insights into the stator assembly of the <i>Vibrio</i> flagellar motor from the crystal structure of MotY 査読有り

Kojima, S; Shinohara, A; Terashima, H; Yakushi, T; Sakuma, M; Homma, M; Namba, K; Imada, K

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 105 巻 ( 22 ) 頁： 7696 - 7701 2008年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1073/pnas.0800308105

Web of Science

PubMed
Characterization of the periplasmic domain of MotB and implications for its role in the stator assembly of the bacterial flagellar motor 査読有り

Kojima, S; Furukawa, Y; Matsunarni, H; Minamino, T; Narnba, K

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 190 巻 ( 9 ) 頁： 3314 - 3322 2008年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.01710-07

Web of Science

PubMed
Roles of charged residues in the C-terminal region of PomA, a stator component of the Na<SUP>+</SUP>-driven flagellar motor 査読有り

Obara, M; Yakushi, T; Kojima, S; Homma, M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 190 巻 ( 10 ) 頁： 3565 - 3571 2008年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1128/JB.00849-07

Web of Science

PubMed
Collaboration of FlhF and FlhG to regulate polar-flagella number and localization in <i>Vibrio alginolyticus</i> 査読有り

Kusumoto, A; Shinohara, A; Terashima, H; Kojima, S; Yakushi, T; Homma, M

MICROBIOLOGY-SGM 154 巻 ( Pt 5 ) 頁： 1390 - 1399 2008年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1099/mic.0.2007/012641-0

Web of Science

PubMed
Systematic Cys mutagenesis of FIgI, the flagellar P-ring component of <i>Escherichia coli</i> 査読有り

Hizukuri, Y; Kojima, S; Yakushi, T; Kawagishi, I; Homma, M

MICROBIOLOGY-SGM 154 巻 ( Pt 3 ) 頁： 810 - 817 2008年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1099/mic.0.2007/013854-0

Web of Science

PubMed
極毛単べん毛のビブリオ菌から周毛多べん毛の変異体の単離とその解析

西岡典子, 楠本晃子, 小嶋誠司, 本間道夫, 小嶋勝

日本細菌学雑誌 63 巻 ( 1 ) 頁： 100 - 100 2008年2月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本細菌学会
Flagellar motility in bacteria: Structure and function of flagellar motor 招待有り査読有り

Terashima H, Kojima S, Homma M

International review of cell and molecular biology 270 巻頁： 39-85 2008年

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記述言語：英語
Cell-free synthesis of the torque-generating membrane proteins, PomA and PomB, of the Na+-driven flagellar motor in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Terashima H, Yoshizumi R, Kojima S, Homma M.

Journal of Biochemistry (Tokyo) 144 巻頁： 635-642 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Flagellar motility in bacteria structure and function of flagellar motor. 招待有り査読有り

Terashima, H., Kojima, S. & Homma, M.

International Review of Cell and Molecular Biology 270 巻頁： 39-85 2008年

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記述言語：英語
Suppressor analysis of the MotB(D33E) mutation to probe bacterial flagellar motor dynamics coupled with proton translocation. 査読有り

Che YS, Nakamura S, Kojima S, Kami-ike N, Namba K, Minamino T.

J. Bacteriol. 190 巻頁： 6660-6667 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The effects of cell sizes, environmental conditions, and growth phases on the strength of individual W303 yeast cells inside ESEM. 査読有り

Ahmad MR, Nakajima M, Kojima S, Homma M, Fukuda T.

IEEE Trans Nanobioscience 7 巻頁： 185-193 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
*Insights into the stator assembly of the Vibrio flagellar motor from the crystal structure of MotY. 査読有り

Kojima S, Shinohara A, Terashima H, Yakushi T, Sakuma M, Homma M, Namba K, Imada K.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 巻頁： 7696-7701 2008年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
*Characterization of the periplasmic domain of MotB and implications for its role in the stator assembly of the bacterial flagellar motor. 査読有り

Kojima S, Furukawa Y, Matsunami H, Minamino T, Namba K.

Journal of Bacteriology 190 巻頁： 3314-3322 2008年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Collaboration of FlhF and FlhG to regulate polar-flagella number and localization in Vibrio alginolyticus. 査読有り

Kusumoto A, Shinohara A, Terashima H, Kojima S, Yakushi T, Homma M.

Microbiology 154 巻頁： 1390-1399 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Roles of charged residues in the C-terminal region of PomA, a stator component of the Na+-driven flagellar motor. 査読有り

Obara M, Yakushi T, Kojima S, Homma M.

Journal of Bacteriology 190 巻頁： 3565-3571 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Systematic Cys mutagenesis of FlgI, the flagellar P-ring component of Escherichia coli. 査読有り

Hizukuri Y, Kojima S, Yakushi T, Kawagishi I, Homma M.

Microbiology 154 巻頁： 810-817 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
FLAGELLAR MOTILITY IN BACTERIA: STRUCTURE AND FUNCTION OF FLAGELLAR MOTOR 査読有り

Terashima, H; Kojima, S; Homma, M

INTERNATIONAL REVIEW OF CELL AND MOLECULAR BIOLOGY, VOL 270 270 巻頁： 39 - 85 2008年

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記述言語：英語掲載種別：論文集(書籍)内論文

DOI： 10.1016/S1937-6448(08)01402-0

Web of Science

PubMed
Single evaluation of C. Elegans inside environmental scanning electron microscope 査読有り

Masahiro Nakajima, Mohd Ridzuan Ahmad, Seiji Kojima, Michio Homma, Toshio Fukuda

2008 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2008 頁： 83 - 88 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

This paper presents the single evaluation of Caenorhabditìs Elegans (C. Elegans) by the nanorobotic manipulation system inside an Environmental-Scanning Electron Microscope (E-SEM). C. Elegans has complex outer and inner structures constructed by approximately one thousand cells. Their fine structures were observed by E-SEM directly
without any drying or dyeing processes. For example, the lateral alae are the surface mark of seam cell body. The observation environments are controlled under different E-SEM chamber pressures for clear observation of C. Elegans. The local stiffness evaluation method of C. Elegans was proposed by buckling nanoprobe. The Silicon nanoprobe was fabricated by Focus Ion Beam (FIB) etching at the tip of Atomic Force Microscope (AFM) cantilever. The measurement position can arbitrarily be controlled by the nanorobotic manipulator inside the E-SEM. The local stiffness on or around the lateral alae evaluated from the experimental results. This local stiffness measurement technique can readily be applied to reveal unknown biological local stiffness, cell health conditions and novel cell diagnosis. © 2008 IEEE.

DOI： 10.1109/MHS.2008.4752427

Scopus
Na+駆動型べん毛モーターにおける遊泳速度の圧力応答(Pressure-velocity relationship of sodium-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus)

下田義樹, 西山雅祥, 小嶋誠司, 本間道夫, 木村佳文, 寺嶋正秀

生物物理 47 巻 ( Suppl.1 ) 頁： S247 - S247 2007年11月

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記述言語：英語出版者・発行元：(一社)日本生物物理学会
Visualization of functional rotor proteins of the bacterial flagellar motor in the cell membrane 査読有り

Fukuoka, H; Sowa, Y; Kojima, S; Ishijima, A; Homma, M

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 367 巻 ( 3 ) 頁： 692 - 701 2007年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jmb.2007.01.015

Web of Science

PubMed
Visualization of functional rotor proteins of the bacterial flagellar motor in the cell membrane 査読有り

Fukuoka H, Sowa Y, Kojima S, Ishijima A and Homma M

Journal of Molecular Biology 367 巻 ( 3 ) 頁： 692-701 2007年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Crystallization and preliminary X-ray analysis of MotY, a stator component of the Vibrio alginolyticus polar flagellar motor 査読有り

Shinohara A, Sakuma M, Yakushi T, Kojima S, Namba K Homma M and Imada K

Acta Crystallograph Sect F 63 巻頁： 89-92 2007年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Crystallization and preliminary X-ray analysis of MotY, a stator component of the <i>Vibrio alginolyticus</i> polar flagellar motor 査読有り

Shinohara, A; Sakuma, M; Yakushi, T; Kojima, S; Namba, K; Homma, M; Imada, K

ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS 63 巻 ( Pt 2 ) 頁： 89 - 92 2007年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1107/S1744309106055850

Web of Science

PubMed
The Vibrio motor proteins, MotX and MotY, are associated with the basal body of Na-driven flagella and required for stator formation 査読有り

Terashima H, Fukuoka H, Yakushi T, Kojima S and Homma M

Molecular Microbiology 62 巻 ( 4 ) 頁： 1170-1180 2006年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The <i>Vibrio</i> motor proteins, MotX and MotY, are associated with the basal body of Na<SUP>+</SUP>-driven flagella and required for stator formation 査読有り

Terashima, H; Fukuoka, H; Yakushi, T; Kojima, S; Homma, M

MOLECULAR MICROBIOLOGY 62 巻 ( 4 ) 頁： 1170 - 1180 2006年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1111/j.1365-2958.2006.05435.x

Web of Science

PubMed
[Topology of bacterial cells focused on polar-localized proteins]. 査読有り

Kusumoto A, Kojima S, Homma M

Nihon saikingaku zasshi. Japanese journal of bacteriology 61 巻 ( 3 ) 頁： 325 - 337 2006年8月

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PubMed
Arrangement of core membrane segments in the MotA/MotB proton-channel complex of Escherichia coli 査読有り

TF Braun, LQ Al-Mawsawi, S Kojima, DF Blair

BIOCHEMISTRY 43 巻 ( 1 ) 頁： 35 - 45 2004年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC

The stator of the bacterial flagellar motor is formed from the membrane proteins MotA and MotB, which associate in complexes with stoichiometry MotA(4)MotB(2) (Kojima, S., and Blair, D. F., preceding paper in this issue). The MotA/MotB complexes conduct ions across the membrane, and couple ion flow to flagellar rotation by a mechanism that appears to involve conformational changes within the complex. MotA has four membrane-crossing segments, termed A1-A4, and MotB has one, termed B. We are studying the organization of the 18 membrane segments in the MotA(4)MotB(2) complex by using targeted disulfide cross-linking. A previous cross-linking study showed that the two B segments in the complex (one from each MotB subunit) are arranged as a symmetrical dimer of alpha-helices. Here, we extend the cross-linking study to segments A3 and A4. Single Cys residues were introduced by mutation in several consecutive positions in segments A3 and A4, and double mutants were made by pairwise combination of subsets of the Cys replacements in segments A3, A4, and B. Disulfide cross-linking of the single- and double-Cys proteins was studied in whole cells, in membranes, and in detergent solution. Several combinations of Cys residues in segments A3 and B gave a high yield of disulfide-linked MotA/MotB heterodimer upon oxidation with iodine. Positions of efficient cross-linking identify a helix face on segment A3 that is in proximity to segment(s) B. Some combinations of Cys residues in segments A4 and B also gave a significant yield of disulfide-linked heterodimer, indicating that segment A4 is also near segment(s) B. Certain combinations of Cys residues in segments A3 and A4 cross-linked to form MotA tetramers in high yield upon oxidation. The high-yield positions identify faces on A3 and A4 that are at an interface between MotA subunits. Taken together with mutational studies and patterns of amino acid conservation, the cross-linking results delineate the overall arrangement of 10 membrane segments in the MotA/MotB complex, and identify helix faces likely to line the proton channels.

DOI： 10.1021/bi035406d

Web of Science

PubMed
Solubilization and purification of the MotA/MotB complex of Escherichia coli 査読有り

S Kojima, DF Blair

BIOCHEMISTRY 43 巻 ( 1 ) 頁： 26 - 34 2004年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC

Bacterial flagella are driven at their base by a rotary motor fueled by the membrane gradient of protons or sodium ions. The stator of the flagellar motor is formed from the membrane proteins MotA and MotB, which function together to conduct ions across the membrane and couple ion flow to rotation. An invariant aspartate residue in MotB (Asp32 in the protein of E. coli) is essential for rotation and appears to have a direct role in proton conduction. A recent study showed that changes at Asp32 in MotB cause a conformational change in the complex, as evidenced by altered patterns of protease susceptibility of MotA [Kojima, S., and Blair, D. F. (2001) Biochemistry 40 (43), 13041-13050]. It was proposed that protonation/deprotonation of Asp32 might regulate a conformational change in the stator that acts as the powerstroke to drive rotation of the rotor. Biochemical studies of the MotA/MotB complex have been hampered by the absence of a suitable assay for its integrity in detergent solution. Here, we have studied the behavior of the MotA/MotB complex in a variety of detergents, making use of the protease-susceptibility assay to monitor its integrity. Among about 25 detergents tested, a few were found to solubilize the proteins effectively while preserving certain conformational properties characteristic of an intact complex. The detergent dodecylphosphocholine, or DPC, proved especially effective. MotA/MotB complexes purified in DPC migrate with an apparent size of similar to300 kDa in gel-filtration columns, and retain the Asp32-modulated conformational differences seen in membranes. S-35-radiolabeling showed that MotA and MotB are present in a 2:1 ratio in the complex. Purified MotA/MotB complexes should enable in vitro study of the proton-induced conformational change and other aspects of stator function.

DOI： 10.1021/bi0354051

Web of Science

PubMed
The bacterial flagellar motor: Structure and function of a complex molecular machine. 招待有り

Kojima, S., & Blair, D.F.

International Review of Cytology 233 巻頁： 93-134 2004年

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記述言語：英語
Arrangement of core membrane segments in the MotA/MotB proton-channel complex of Escherichia coli 査読有り

Braun, T.F., Al-Mawsawi, L.Q., Kojima, S., & Blair, D.F.

Biochemistry 43 巻頁： 35-45 2004年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Solubilization and purification of the MotA/MotB complex of Escherichia coli 査読有り

Kojima, S., and Blair, D.F.

Biochemistry 43 巻頁： 26-35 2004年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The bacterial flagellar motor: Structure and function of a complex molecular machine 査読有り

S Kojima, DF Blair

INTERNATIONAL REVIEW OF CYTOLOGY - A SURVEY OF CELL BIOLOGY, VOL. 233 233 巻頁： 93 - 134 2004年

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記述言語：英語出版者・発行元：ACADEMIC PRESS INC

DOI： 10.1016/S0074-7696(04)33003-2

Web of Science

PubMed
Rotary motors (bacterial). 招待有り

Kojima, S., & Blair, D.F.

McGraw-Hill Yearbook of Science & Technology 2003 頁： 363-366 2003年

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記述言語：英語
Conformational change in the stator of the bacterial flagellar motor 査読有り

S Kojima, DF Blair

BIOCHEMISTRY 40 巻 ( 43 ) 頁： 13041 - 13050 2001年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC

MotA and MotB are integral membrane proteins of Escherichia coli that form the stator of the proton-fueled flagellar rotary motor. The motor contains several MotA/MotB complexes, which function independently to conduct protons across the cytoplasmic membrane and couple proton flow to rotation. MotB contains a conserved aspartic acid residue, Asp32, that is critical for rotation. We have proposed that the protons energizing the motor interact with Asp32 of MotB to induce conformational changes in the stator that drive movement of the rotor. To test for conformational changes, we examined the protease susceptibility of MotA in membrane-bound complexes with either wild-type MotB or MotB mutated at residue 32. Small, uncharged replacements of Asp32 in MotB (D32N, D32A, D32G, D32S, or D32C) caused a significant change in the conformation of MotA, as evidenced by a change in the pattern of proteolytic fragments. The conformational change does not require any flagellar proteins besides MotA and MotB, as it was still seen in a strain that expresses no other flagellar genes. It affects a cytoplasmic domain of MotA that contains residues known to interact with the rotor, consistent with a role in the generation of torque. Influences of key residues of MotA on conformation were also examined. Pro173 of MotA, known to be important for rotation, is a significant determinant of conformation: Dominant Pro173 mutations, but not recessive ones, altered the proteolysis pattern of MotA and also prevented the conformational change induced by Asp32 replacements. Arg90 and Glu98, residues of MotA that engage in electrostatic interactions with the rotor, appear not to be strong determinants of conformation of the MotA/MotB complex in membranes. We note sequence similarity between MotA and ExbB, a cytoplasmic-membrane protein that energizes outer-membrane transport in Gram-negative bacteria. ExbB and associated proteins might also employ a mechanism involving proton-driven conformational change.

Web of Science
*Conformational change in the stator of the bacterial flagellar motor. 査読有り

Kojima, S., & Blair, D.F.

Biochemistry 40 巻頁： 13041-13050 2001年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
A slow-motility phenotype caused by substitutions at residue Asp31 in the PomA channel component of a sodium-driven flagellar motor 査読有り

S Kojima, T Shoji, Y Asai, Kawagishi, I, M Homma

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 182 巻 ( 11 ) 頁： 3314 - 3318 2000年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER SOC MICROBIOLOGY

PomA is thought to be a component of the ion channel in the sodium-driven polar-flagellar motor of Vibrio alginolyticus. We have found that some cysteine substitutions in the periplasmic region of PomA result in a slow-motility phenotype, in which swarming and swimming speeds are reduced even in the presence of high concentrations of NaCl. Most of the mutants showed a sodium ion dependence similar to that of the wild type but with significantly reduced motility at all sodium ion concentrations. By contrast, motility of the D31C mutant showed a sharp dependence on NaCl concentration, with a threshold at 38 mM. The motor of the D31C mutant rotates stably, as monitored by laser dark-field microscopy, suggesting that the mutant PomA protein is assembled normally into the motor complex. Mutational studies of Asp31 suggest that, although this residue is not essential for motor rotation, a negative charge at this position contributes to optimal speed and/or efficiency of the motor.

Web of Science
A slow-motility phenotype caused by substitutions at residue Asp31 in the PomA channel component of a sodium-driven flagellar motor

Kojima S, Shoji T, Asai Y, Kawagishi I, Homma M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 182 巻 ( 11 ) 頁： 3314 - 3318 2000年6月

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記述言語：日本語

Web of Science
A slow-motility phenotype caused by substitutions at residue Asp31 in the PomA channel component of a sodium-driven flagellar motor.

Kojima, S., Shoji, T., Asai, Y., Kawagishi, I & Homma, M.

Journal of Bacteriology 182 巻頁： 3314-3318 2000年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Random mutagenesis of the <i>pomA</i> gene encoding a putative channel component of the Na<SUP>+</SUP>-driven polar flagellar motor of <i>Vibrio alginolyticus</i> 国際誌

Kojima, S; Kuroda, M; Kawagishi, I; Homma, M

MICROBIOLOGY-UK 145 巻頁： 1759 - 1767 1999年7月

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記述言語：英語

DOI： 10.1099/13500872-145-7-1759

Web of Science

PubMed
The polar flagellar motor of Vibrio cholerae is driven by an Na+ motive force 査読有り

S Kojima, K Yamamoto, Kawagishi, I, M Homma

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 181 巻 ( 6 ) 頁： 1927 - 1930 1999年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER SOC MICROBIOLOGY

Vibrio cholerae is a highly motile bacterium which possesses a single polar flagellum as a locomotion organelle. Motility is thought to be an important factor for the virulence of V. cholerae. The genome sequencing project of this organism is in progress, and the genes that are highly homologous to the essential genes of the Na+-driven polar flagellar motor of Vibrio alginolyticus were found in the genome database of V. cholerae. The energy source of its flagellar motor was investigated, We examined the Na+ dependence and the sensitivity to the Na+ motor-specific inhibitor of the motility of the V. cholerae strains and present the evidence that the polar flagellar motor of V. cholerae is driven by an Na+ motive force.

Web of Science
Na<SUP>+</SUP>-driven flagellar motor resistant to phenamil, an amiloride analog, caused by mutations in putative channel components 査読有り

Kojima, S; Asai, Y; Atsumi, T; Kawagishi, I; Homma, M

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 285 巻 ( 4 ) 頁： 1537 - 1547 1999年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1006/jmbi.1998.2377

Web of Science

PubMed
*Na+-driven flagellar motor resistant to phenamil, an amiloride analog, caused by mutations of putative channel components. 査読有り

Kojima, S., Asai, Y., Atsumi, T., Kawagishi, I. & Homma, M.

Journal of Molecular Biology 285 巻頁： 1537-1547 1999年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
The polar flagellar motor of Vibrio cholerae is driven by an Na+ motive force. 査読有り

Kojima, S., Yamamoto, K., Kawagishi, I. & Homma, M.

Journal of Bacteriology 181 巻頁： 1927-1930 1999年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Random mutagenesis of the pomA gene encoding a putative channel component of the Na+-driven polar flagellar motor of Vibrio alginolyticus. 査読有り

Kojima, S., Kuroda, M., Kawagishi, I. & Homma, M.

Microbiology 145 巻頁： 1759-1767 1999年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Putative channel components for the fast-rotating sodium-driven flagellar motor of a marine bacterium 査読有り

Y Asai, S Kojima, H Kato, N Nishioka, Kawagishi, I, M Homma

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 179 巻 ( 16 ) 頁： 5104 - 5110 1997年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AMER SOC MICROBIOLOGY

The polar flagellum of Vibrio alginolyticus rotates remarkably fast (up to 1,700 revolutions per second) by using a motor driven by sodium ions, Two genes, motX and motY, for the sodium-driven flagellar motor have been identified in marine bacteria, Vibrio parahaemolyticus and V. alginolyticus. They have no similarity to the genes for proton-driven motors, motA and motB, whose products constitute a proton channel, MotX Has proposed to be a component of a sodium channel, Were we identified additional sodium motor genes, pomA and pomB, in V. alginolyticus. Unexpectedly, PomA and PomB have similarities to MotA and MotB, respectively, especially in the predicted transmembrane regions, These results suggest that PomA and PomB may be sodium-conducting channel components of the sodium-driven motor and that the motor part consists of the products of at least four genes, pomA, pomB, motX, and motY. Furthermore, swimming speed was controlled by the expression level of the pomA gene. suggesting that newly synthesized PomA proteins, which are components of a force-generating unit, were successively integrated into the defective motor complexes. These findings imply that Na+-driven flagellar motors mag have similar structure and function as proton driven motors, but with some interesting differences as well, and it is possible to compare and study the coupling mechanisms of the sodium and proton ion flux for the force generation.

Web of Science
Putative channel components for the fast-rotating sodium-driven flagellar motor of a marine bacterium

Asai Y, Kojima S, Kato H, Nishioka N, Kawagishi I, Homma M

JOURNAL OF BACTERIOLOGY 179 巻 ( 16 ) 頁： 5104 - 5110 1997年8月

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記述言語：日本語

Web of Science
Characterization of polar-flagellar-length mutants in Vibrio alginolyticus 査読有り

Furuno, M; Atsumi, T; Yamada, T; Kojima, S; Nishioka, N; Kawagishi, I; Homma, M

MICROBIOLOGY-SGM 143 巻 ( 5 ) 頁： 1615 - 1621 1997年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1099/00221287-143-5-1615

Web of Science

PubMed
Vibrio alginolyticus mutants resistant to phenamil, a specific inhibitor of the sodium-driven flagellar motor

Kojima, S; Atsumi, T; Muramoto, K; Kudo, S; Kawagishi, I; Homma, M

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 265 巻 ( 3 ) 頁： 310 - 318 1997年1月

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DOI： 10.1006/jmbi.1996.0732

Web of Science

PubMed
Characterization of the polar-flagellar length mutants in Vibrio alginolitycus. 査読有り

Furuno, M., Atsumi, T., Kojima, S., Nishioka, N., Kawagishi, I. & Homma, M.

Microbiology 143 巻頁： 1615-1621 1997年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Vibrio alginolyticus mutants resistant to phenamil, a specific inhibitor of the sodium-driven flagellar motor. 査読有り

Kojima, S., Atsumi, T., Muramoto, K., Kudo, S., Kawagishi, I. & Homma, M.

Journal of Molecular Biology 265 巻頁： 310-318 1997年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Putative channel components for the fast-rotating sodium-driven flagellar motor of a marine bacterium. 査読有り

Asai, Y., Kojima, S., Kato, H., Nishioka, N., Kawagishi, I. & Homma, M.

Journal of Bacteriology 179 巻頁： 5104-5110 1997年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
バクテリアのNa^+駆動型モーターとべん毛運動

小嶋誠司, 川岸郁朗, 本間道夫

化学と生物 34 巻 ( 11 ) 頁： 730 - 737 1996年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry

DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu1962.34.730

CiNii Books

その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00083125607?from=CiNii
Chemotactic responses to an attractant and a repellent by the polar and lateral flagellar systems of Vibrio alginolyticus 査読有り

M Homma, H Oota, S Kojima, Kawagishi, I, Y Imae

MICROBIOLOGY-UK 142 巻頁： 2777 - 2783 1996年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：SOC GENERAL MICROBIOLOGY

Chemotactic responses in Vibrio alginolyticus, which has lateral and polar flagellar systems in one cell, were investigated. A lateral-flagella-defective (Pof(+) Laf(-)) mutant, which has only a polar flagellum, usually swam forward by the pushing action of its flagellum and occasionally changed direction by backward swimming. When the repellent phenol was added, Pof(+) Laf(-) cells moved frequently forward and backward (tumbling state). The tumbling was derived from the frequent changing between counter-clockwise and clockwise (CW) rotation of the flagellar motor, as was confirmed by the tethered-cell method. Furthermore, we found that the tumbling cells did not adapt to the phenol stimulus. When the attractant serine was added, the phenol-treated cells ceased tumbling and swam smoothly, adapting to the attractant stimulus after several minutes. We isolated chemotaxis-defective (Che(-)) mutants from the Pof(+) Laf(-) mutant; the tumbling mutants were not isolated. One interesting mutant swam backwards continuously, with its flagellum leading the cell and its flagellar motor rotating CW continuously. A polar-flagella-defective mutant (Pof(-) Laf(+)) stopped swimming after phenol addition and then recovered swimming ability within 10 min, indicating that lateral flagella can adapt to the repellent stimulus. This may represent a functional difference between the two flagellar systems in Vibrio cells, and between the chemotaxis systems affecting the two types of flagella.

Web of Science
Chemotactic responses to an attractant and a repellent by the polar and lateral flagellar systems of Vibrio alginolyticus

Homma M, Oota H, Kojima S, Kawagishi I, Imae Y

MICROBIOLOGY-UK 142 巻頁： 2777 - 2783 1996年10月

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記述言語：日本語

Web of Science
Chemotactic responses to an attractant and a repellent by the polar and lateral flagellar systems of Vibrio alginolyticus.

Homma, M., Oota, H., Kojima, S., Kawagishi, I. & Imae, Y.

Microbiology 142 巻頁： 2777-2783 1996年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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MISC 15

Characterization of PomA periplasmic loop and sodium ion entering in stator complex of sodium-driven flagellar motor. 国際誌

Tatsuro Nishikino, Hiroto Iwatsuki, Taira Mino, Seiji Kojima, Michio Homma

Journal of biochemistry167 巻 ( 4 ) 頁： 389 - 398 2020年4月

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記述言語：英語

The bacterial flagellar motor is a rotary nanomachine driven by ion flow. The flagellar stator complex, which is composed of two proteins, PomA and PomB, performs energy transduction in marine Vibrio. PomA is a four transmembrane (TM) protein and the cytoplasmic region between TM2 and TM3 (loop2-3) interacts with the rotor protein FliG to generate torque. The periplasmic regions between TM1 and TM2 (loop1-2) and TM3 and TM4 (loop3-4) are candidates to be at the entrance to the transmembrane ion channel of the stator. In this study, we purified the stator complex with cysteine replacements in the periplasmic loops and assessed the reactivity of the protein with biotin maleimide (BM). BM easily modified Cys residues in loop3-4 but hardly labelled Cys residues in loop1-2. We could not purify the plug deletion stator (ΔL stator) composed of PomBΔ41-120 and WT-PomA but could do the ΔL stator with PomA-D31C of loop1-2 or with PomB-D24N of TM. When the ion channel is closed, PomA and PomB interact strongly. When the ion channel opens, PomA interacts less tightly with PomB. The plug and loop1-2 region regulate this activation of the stator, which depends on the binding of sodium ion to the D24 residue of PomB.

DOI： 10.1093/jb/mvz102

PubMed
Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of marine bacteria (vol 112, pg E5513, 2015)

Eiji Ishii, Shinobu Chiba, Narimasa Hashimoto, Seiji Kojima, Michio Homma, Koreaki Ito, Yoshinori Akiyama, Hiroyuki Mori

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA112 巻 ( 51 ) 頁： E7157 - E7157 2015年12月

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記述言語：英語出版者・発行元：NATL ACAD SCIENCES

DOI： 10.1073/pnas.1522482112

Web of Science
超好熱菌Aquifex aeolicusのべん毛運動とモーター固定子タンパク質の機能解析・精製

竹川宜宏, 西山雅祥, 土方敦司, 金関剛史, 郷原瑞樹, 真柳浩太, 小嶋誠司, 金井保, 白井剛, 本間道夫

日本生体エネルギー研究会討論会講演要旨集40th 巻頁： 76 - 77 2014年12月

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記述言語：日本語

J-GLOBAL
ビブリオ菌のタンパク質分泌マシナリー:SecDFパラログの発現制御機構

森博幸, 橋本成祐, 小嶋誠司, 本間道夫, 秋山芳展

日本生化学会大会(Web)85th 巻頁： 2S15-6 (WEB ONLY) 2012年

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記述言語：日本語

J-GLOBAL
ビブリオ菌SecDF パラログの生理機能の解明に向けて査読有り

橋本成祐, 森博幸, 秋山芳展, 本間道夫, 小嶋誠司

第9 回21世紀大腸菌研究会、長浜、2012年6月21日- 22日 2012年

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記述言語：日本語
Evaluation of nanoknife's edge angle for single cell cutting by using nanorobotic manipulators inside ESEM

Yajing Shen, Masahiro Nakajimat, Zhan Yang, Seiji Kojima, Michio Homma, Masaru Kojima, Toshio Fukuda

Proceedings of the IEEE Conference on Nanotechnology 頁： 155 - 160 2011年

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記述言語：英語

Cell cutting is an important step in cell analysis processes. To address the single cell cutting at nano scale, Three types of nanoknives are designed in this paper. The first type of nanoknive was fabricated from a tungsten and the second type was fabricated from an atomic force microscopy(AFM)cantilever. In order to protect the nanoknife tip during the cell cutting, a novel nanoknife with a buffering beam is proposed. This kind of nanoknife was fabricated from a commercial AFM cantilever by focused ion beam (FIB) etching technique. The buffering beam can be also used to measure the cutting force based on its deformation. The spring constant of the beam was calibrated based on a referenced cantilever by using a nanomanipulation approach. The tip of the nanoknife was designed with a small edge angle 5 to reduce the compression to the cell during the cutting procedure. For comparison, two other nanoknives with different edge angles, i.e. 25° and 45°, were also prepared. An in-situ single cell cutting experiment was performed using these three nanoknives inside an environmental scanning electron microscope (ESEM). The cutting force and the sample slice angle for each nanoknife were evaluated. It showed the compression to the cell can be reduced when using the nanoknife with a small edge angle 5°. Consequently, the nanoknife was capable for in- situ single cell cutting tasks. © 2011 IEEE.

DOI： 10.1109/NANO.2011.6144510

Scopus
周毛性ビブリオ菌となったflhFG二重欠失株の抑圧変異体の性質と変異同定の試み

西岡典子, 小嶋勝, 小嶋誠司, 本間道夫

日本細菌学雑誌65 巻 ( 1 ) 2010年

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J-GLOBAL
完全な状態での大腸菌べん毛モーターの単離を視野に入れた固定子と軸受け間のジスルフィド架橋査読有り

檜作洋平, 小嶋誠司, 本間道夫

第6 回21 世紀大腸菌研究会, 熱海,2009 年6 月11 日-12 日 2009年

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記述言語：日本語
細菌べん毛モーターの再構成に向けた固定子と軸受け間のジスルフィド架橋査読有り

檜作洋平, 小嶋誠司, 本間道夫

第82 回日本生化学会大会、神戸、2009 年10 月21 日 -24 日 2009年

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記述言語：日本語
Vibrio alginolyticus極べん毛形成位置と本数制御に対するFlhFのGTP結合モチーフの関与

楠本晃子, 西岡典子, 小嶋誠司, 本間道夫

日本細菌学雑誌64 巻 ( 1 ) 2009年

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J-GLOBAL
FlhGがFlhFの極局在を調節することで Vibrio alginolyticus 極べん毛は1本に制御されている

楠本晃子, 小嶋誠司, 本間道夫

日本細菌学雑誌62 巻 ( 1 ) 頁： 83 - 83 2007年2月

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記述言語：日本語

CiNii Books
Vibrio alginolyticusの極べん毛数制御因子FlhFとFlhGの相互作用解析

楠本晃子, 薬師寿治, 小嶋誠司, 本間道夫

日本細菌学雑誌61 巻 ( 1 ) 2006年

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J-GLOBAL
Random mutagenesis of the pomA gene encoding a putative channel component of the Na(+)-driven polar flagellar motor of Vibrio alginolyticus. 国際誌

Seiji Kojima, Mitsuyo Kuroda, Ikuro Kawagishi, Michio Homma

Microbiology (Reading, England)145 ( Pt 7) 巻頁： 1759 - 1767 1999年7月

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記述言語：英語

PomA and PomB are integral membrane proteins and are essential for the rotation of the Na(+)-driven polar flagellar motor of Vibrio alginolyticus. On the basis of their similarity to MotA and MotB, which are the proton-conducting components of the H(+)-driven motor, they are thought to form the Na(+)-channel complex and to be essential for mechanochemical coupling in the motor. To investigate PomA function, random mutagenesis of the pomA gene by using hydroxylamine was carried out. We isolated 37 non-motile mutants (26 independent mutations) and most of the mutations were dominant; these mutant alleles are able to inhibit the motility of wild-type cells when greatly overexpressed. The mutant PomA proteins could be detected by immunoblotting, except for those with deletions or truncations. Many of the dominant mutations were mapped to the putative third or fourth transmembrane segments, which are the most conserved regions. Some mutations that showed strong dominance were in highly conserved residues. T1861 is the mutation of a polar residue located in a transmembrane segment that might be involved in ion translocation. P199L occurred in a residue that is thought to mediate conformational changes essential for torque generation in MotA. These results suggest that PomA and MotA have very similar structures and roles, and the basic mechanism for torque generation will be similar in the proton and sodium motors.

DOI： 10.1099/13500872-145-7-1759

PubMed
トルク発生ユニット構成タンパク質PomAの発現制御下におけるNa^+駆動型べん毛モーターの回転速度の解析

小嶋誠司, 工藤成史, 川岸郁朗, 本間道夫

生物物理38 巻 ( 2 ) 頁： S72 1998年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会

CiNii Books
Na^+駆動型べん毛モータータンパク質PomAの変異によるslow運動株の解析

庄司智一, 小嶋誠司, 川岸郁朗, 本間道夫

生物物理38 巻 ( 2 ) 頁： S72 1998年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会

CiNii Books

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講演・口頭発表等 7

Cell-free synthesis of the torque generating bacterial flagellar motor proteins. 国際会議

BIT Life Sciences' 3rd Annual Protein and Peptide Conference (PepCon-2010)

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開催年月日： 2010年3月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（招待・特別）
Structural insight into active flagellar motor formation through the periplasmic region of MotB 国際会議

BLAST X

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開催年月日： 2009年1月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）
Crystal structure of MotY, an essential component for the torque generation of sodium-driven polar flagellar motor of Vibrio alginolyticus 国際会議

BLAST IX

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開催年月日： 2007年1月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）
Conformational changes in the MotA/MotB stator complex of the bacterial flagellar motor 国際会議

Bacterial locomotion and signal transduction VII meeting

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開催年月日： 2003年

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）
henamil-resistant mutations in the sodium-driven flagellar motor of Vibrio alginolyticus 国際会議

Bacterial locomotion and signal transduction V meeting

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開催年月日： 1999年

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）
トルク発生ユニット構成タンパク質 PomA の発現制御下におけるNa+ 駆動型べん毛モーターの回転速度の解析

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開催年月日： 1998年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Na+駆動型鞭毛モーター回転阻害剤（フェナミル）耐性株の単離と解析

第３２回　日本生物物理学会年会

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開催年月日： 1994年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国

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科研費 19

活性化型固定子から迫る細菌べん毛モーターエネルギー変換装置の機能発現メカニズム

研究課題/研究課題番号：23H02447 2023年4月 - 2027年3月

科学研究費助成事業基盤研究(B)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：18330000円（直接経費：14100000円、間接経費：4230000円）

全ての生物は、細胞膜を介したイオンの電気化学勾配エネルギー（イオン駆動力）を膜蛋白質により変換して、多様な生命現象に利用している。我々は、細菌がイオン駆動力を利用して運動器官のべん毛を回転させる仕組みの解明を目指している。べん毛は基部に存在するモーターにより回転し、そのエネルギー変換装置である固定子の回転がギアのように回転子に伝搬してモーターを駆動する「固定子回転モデル」が提唱されている。しかしモーターに組込まれて活性化し機能する固定子の実態は未だ明らかではない。本研究では、活性化固定子の性質、特にイオン透過特性や活性制御の仕組み、及び活性化後の固定子構造安定化の解明に挑む。
細菌べん毛本数を厳密に制御する分子機構

2014年4月 - 2016年3月

科学研究費補助金新学術領域研究

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者
細菌べん毛を１本に制御する仕組み

2012年4月 - 2014年3月

科学研究費補助金新学術領域研究

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

細胞の機能を担う超分子複合体は、細胞内の指定された場所に必要な数の分子が自己集合して機能している。この現象は高等生物だけでなく構造の単純な細菌でも共通に見られる。細菌は効率良く運動するために、べん毛の形成位置と本数を厳密に制御している。ビブリオ菌は細胞の極に１本だけべん毛を形成するため、細胞における超分子の位置と数の制御機構を解析するにおいて優れたモデル系である。我々は以前同一オペロン上に存在するGTPaseのFlhFとATP結合モチーフを持つFlhGがべん毛の本数と形成位置を制御していることを見いだした。FlhF自身は極に局在しべん毛数を正に制御し、FlhGはFlhFに作用し極局在を阻害することで負に制御しているが、なぜ極に１本だけべん毛を形成できるのかその詳細はまだ分かっていない。本研究ではまずFlhFとFlhGの生化学的活性が、本数・位置を制御するのか詳細に調べる。続いてFlhF/FlhGと結合する因子の免疫沈降と質量分析による同定、及び欠失変異体からの抑圧変異の取得を行うことで、FlhFとFlhGの関わるネットワークを調べる。そして、蛍光標識したFlhFの細胞内動態観察を本領域で開発される少数分子可視化技術を用いて行い、何分子のFlhFが極に集合することで１個の基部体形成を開始するのかを明らかにしたい。FlhFは分泌蛋白質の膜へのターゲティングを担うFtsY/Ffhとホモロジーがあり、同じGTPaseファミリーに属していることから、べん毛の本数・位置の制御が蛋白質輸送系と共通の機構で行われる可能性がある。高等生物にも一般化できる知見が得られると期待している。
エネルギー変換ユニットの活性を制御する動的構造変換

2012年4月 - 2014年3月

科学研究費補助金

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

細菌べん毛モーターは、エネルギー変換を担う固定子が回転子周囲の適切な場所に十数個配置された状態で機能する。驚くべきことに、固定子はモーターへ集合と解離を繰り返す動的な性質を持つ。ビブリオ菌PomA/PomB固定子複合体は、モーターに集合するとPomBのペリプラズム領域に大きな構造変化を誘起して固定され、イオン透過能を活性化すると考えられているが、本当にPomBに機能に必須な構造変化が生じているのかは不明である。本研究では、精製固定子をリポソーム上に再構成し、PomBの構造変化を結晶構造から予測される構造変化部位に、局所環境変化により蛍光強度を変化させるプローブを導入して、構造変化の検出を試みる。
自己集合する細菌べん毛モーター固定子の結晶化

2008年4月 - 2010年3月

科学研究費補助金特定領域研究

小嶋　誠司

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担当区分：研究代表者
細菌べん毛モーターの回転子複合体と固定子複合体の結晶化

2006年4月 - 2008年3月

科学研究費補助金特定領域研究

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者
ナトリウムイオン駆動型細菌べん毛モーターの固定子における生化学的解析

2006年4月 - 2009年3月

科学研究費補助金若手研究(B)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者
活性化型固定子から迫る細菌べん毛モーターエネルギー変換装置の機能発現メカニズム

研究課題/研究課題番号：23K27140 2023年4月 - 2027年3月

科学研究費助成事業基盤研究(B)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：18330000円（直接経費：14100000円、間接経費：4230000円）

全ての生物は、細胞膜を介したイオンの電気化学勾配エネルギー（イオン駆動力）を膜蛋白質により変換して、多様な生命現象に利用している。我々は、細菌がイオン駆動力を利用して運動器官のべん毛を回転させる仕組みの解明を目指している。べん毛は基部に存在するモーターにより回転し、そのエネルギー変換装置である固定子の回転がギアのように回転子に伝搬してモーターを駆動する「固定子回転モデル」が提唱されている。しかしモーターに組込まれて活性化し機能する固定子の実態は未だ明らかではない。本研究では、活性化固定子の性質、特にイオン透過特性や活性制御の仕組み、及び活性化後の固定子構造安定化の解明に挑む。
細菌べん毛モーターの回転力発生に必須な回転子-固定子間物理的相互作用の検出

研究課題/研究課題番号：18K19293 2018年6月 - 2020年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的研究(萌芽)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：6240000円（直接経費：4800000円、間接経費：1440000円）

細菌べん毛モーターは細胞膜を介したイオン駆動力を回転力に変換するナノマシンである。モーターの固定子中をイオンが流れる際に、固定子が回転子と相互作用することで回転力が生じるが、極めて短時間に連続的に生じるこの相互作用はこれまで物理的には捉えられていなかった。本研究では、部位特異的に回転子または固定子タンパク質に導入した光反応性の非天然アミノ酸に光を照射し、近傍の残基と瞬時に架橋させるin vivo光架橋法を用いて、固定子タンパク質(MotA/PomA)と回転子タンパク質FliG間の物理的相互作用を初めて検出することに成功し、相互作用残基のペアを見出すことができた。
細菌べん毛モーターの回転機構を理解するためには、回転力発生の核となる回転子-固定子間相互作用の実態を明らかにする必要がある。しかし高速回転するモーターにおいて短時間かつ連続的に生じるこの相互作用は、これまでタンパク質レベルで検出されていなかった。本研究では光を用いて瞬時に相互作用を捉える光架橋法を用いて、初めて固定子と回転子間のタンパク質間相互作用を検出することに成功した。本研究で見出した相互作用残基は、遺伝学的解析で同定されていた静電相互作用に関与する残基であり、今後、最近得られた固定子と回転子タンパク質の立体構造情報と合わせた解析により、相互作用界面の実態を明らかにすることが期待できる。
細菌べん毛の本数を制御するGTP/ATP結合タンパク質の作動機構

研究課題/研究課題番号：16H04774 2016年4月 - 2020年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：17290000円（直接経費：13300000円、間接経費：3990000円）

ビブリオ菌は細胞の極に１本だけべん毛を形成し遊泳する。我々はべん毛形成の負の制御因子でATPaseであるFlhGが、同じファミリーのMinDと異なりATP存在下で二量体を形成せず単量体で存在することを見出し、ATP結合後に細胞の極において膜タンパク質HubPを足場に正の制御因子FlhFを阻害する可能を提案した。一方FlhFは単独で極局在することができるが、GTP存在下で二量体を形成し、FlhGのN末端側依存的にGTPase活性を示すことを見出した。従って細胞の極におけるヌクレオチド結合型FlhFとFlhGの本数制御活性のバランスによって、極べん毛形成が１本に厳密に制御されていると考えられた。
機能部位への生体分子の適量配置は、生命機能の正常な発現と維持に必須で、あらゆる生物に見られる普遍的生命現象である。細菌べん毛は適量適所配置により運動能を実現することや、細菌の特色である増殖が早く様々な研究手法が適用可能であることから、優れた研究対象である。我々はべん毛形成を制御する正と負の因子の生化学活性と細胞内での振る舞い（極局在）を検討し、遺伝子発現レベルでの制御だけでなく、翻訳後の制御機構が因子の生化学活性と共役して細胞の極で起こることを見出した。加えて細胞の極が細胞内において特殊な状況を生み出し、超分子複合体の構築に適切な環境を与えていることを見出した点にも意義がある。
細菌べん毛本数を厳密に制御する分子機構

研究課題/研究課題番号：26115705 2014年4月 - 2016年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：9750000円（直接経費：7500000円、間接経費：2250000円）

ビブリオ菌は細胞の極に1本だけべん毛を形成する。極べん毛の位置と本数は、GTPaseのFlhFが正に、同一オペロン上のATPaseであるFlhGが負に制御することがわかっている。昨年、ATPase活性の高いFlhG変異体はべん毛本数を強く負に制御するが、ATPase活性を失った触媒部位の変異体でも本数を負に制御する活性が維持されていることを見出し、FlhGのATP結合能が機能に必須であることを論文にまとめて発表した。ATPの加水分解は、べん毛形成を1本のみに厳密に制御するためのファインチューニングの役割を果たしていると考えている。本年度は、FlhGのATP結合能を生化学的に検証することを目的として、精製したFlhGがアイソトープで標識されたATPに結合するかどうか検証を試みた。ところが、FlhG自身の凝集しやすい性質が解析を阻み、ATP結合を評価できなかった。次にFlhGが凝集する条件を検討したところ、ATPase活性が高くべん毛本数を強く負に制御するD171A変異体は野生型に比べて凝集しやすく、ATPを加えるとその凝集性が増すことがわかった。ATPase活性と凝集性には構造を介した相関があると考えられる。精製したFlhGの動的光散乱解析、及び細胞破砕液を分画して得た可溶性画分のゲルろ過クロマトグラフィーの結果から、同じファミリーに属するMinDとは異なり、FlhGは細胞質においてATP存在下でも単量体として存在する可能性が示唆された。FlhGはATP依存的に極に移行すると構造変化し、べん毛本数を負に制御する機能を発現している可能性を考えている。また、FlhFの細胞極における分子数の計測を、昨年度作成したFlhF-Venus融合タンパク質発現株を材料として、共同研究先の一分子観察が可能な顕微システムを用いて行った。１０数個のFlhFが極に存在する様子が見え始めている。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性の総括

研究課題/研究課題番号：24117001 2012年6月 - 2017年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

宮田真人, 本間道夫, 加藤貴之, 伊藤政博, 中山浩次, 西坂崇之, 福森義宏, 森博幸, 上田太郎, 小嶋誠司, 片山栄作, 古寺哲幸, 田岡東, 川上勝, 神山勉, 石渡信一, 北潔, 笹川千尋, 難波啓一

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担当区分：連携研究者

新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」は各段階にある，‘運動超分子マシナリー研究’を推進し，最終的には原子レベルで解明することを目的としている．本領域の総括班は，「新学術領域」という研究費カテゴリーの存在意義を真摯に受けとめ，他の研究費では得られないシナジー効果を領域全体に与えることを目的とし，個々の研究班では対応しにくい活動，すなわち，(1) 議論の活性化，(2) 領域の発展に必要な技術の開発と提供，(3) アウトリーチ活動，を行なった．
エネルギー変換ユニットの活性を制御する動的構造変換

研究課題/研究課題番号：24657087 2012年4月 - 2014年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的萌芽研究

小嶋誠司, 本間道夫

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担当区分：研究代表者

配分額：3640000円（直接経費：2800000円、間接経費：840000円）

細菌べん毛モーターにおいてエネルギー変換を担う固定子PomA/PomB複合体は、回転子周囲の適切な場所に配置されて機能する。このとき、PomBのペリプラズム領域に構造変化が生じて固定され、同時にイオン透過能が活性化すると考えられている。本研究では精製固定子をリポソーム上に再構成し、蛍光プローブを用いて構造変化を検出することを目標とした。結果として構造変化検出には至らなかったが、固定子の大量精製を再現性良く行えるようになり、リポソームへの再構成条件を網羅的に検討できるようになった。またジスルフィド架橋実験により、構造変化部位をある程度特定することに成功した。
細菌べん毛形成を１本に制御する仕組み

研究課題/研究課題番号：24115506 2012年4月 - 2014年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：7280000円（直接経費：5600000円、間接経費：1680000円）

海洋性細菌であるビブリオ菌の運動器官「べん毛」は、細胞の極に１本だけ形成するため、位置・数の制御機構の解析において優れた研究対象である。べん毛形成位置と数の制御には、GTPaseのFlhFとATP結合モチーフを持つFlhGが関与している。FlhFは極に局在しべん毛数を正に制御する一方、FlhGはFlhFに作用し極局在を阻害することで負に制御している。本研究では、なぜ極に１本だけべん毛を形成できるのかを明らかにするため、FlhFとFlhGの生化学的性質、FlhFとFlhGと作用する因子のネットワーク、細胞の極に局在するFlhFの分子数とべん毛本数の関係に着目した。残念ながらFlhFの分子数計測やネットワークの解析は２年間で進まなかったが、FlhGの生化学的性質とべん毛形成制御との関連について、明らかにすることが出来た。前年度に、変異体を用いた解析からFlhGのATPaseモチーフは機能に重要であり、FlhGの極局在がべん毛形成阻害に関与することが明らかとなっていたので、今年度はFlhGを精製し、実際にATPase活性を測定して、べん毛数制御との関係を探った。FlhGを大腸菌内で大量発現させると凝集が起こり、半数が沈殿してしまった。様々な条件を試して、可溶性画分に残ったものを、グリセロールを含み比較的高い塩濃度の緩衝液を用いることで精製に成功した。精製したFlhGは4ºCで３日間は安定に保たれ、2 mg/ml以上濃縮すると沈殿してしまう。精製後すぐにATPase活性を測定することで、確かにFlhGはATP加水分解活性を示し、べん毛数を減少させる変異体(D171A)ではその活性が非常に高いことが明らかとなった。従って、FlhGのATPase活性を適切に制御することで、極にあるFlhFの分子数が制御され、その結果べん毛の形成が１本に制御されていると考えられる。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
自己集合する細菌べん毛モーター固定子の結晶化

研究課題/研究課題番号：20051009 2008年 - 2009年

日本学術振興会科学研究費助成事業特定領域研究

小嶋誠司, 本間道夫

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担当区分：研究代表者

配分額：6400000円（直接経費：6400000円）

細菌のべん毛モーターは、細胞表層に自己集合し、エネルギー変換を担う超分子複合体である。モーターの回転力は、エネルギー源となる共役イオンが固定子中を流れる際に生じる、固定子-回転子間相互作用により発生すると考えられている。回転力発生のメカニズムを明らかにするためには、モーターの心臓部である固定子の構造情報が不可欠である。本研究では、ビブリオ菌Na^+駆動型モーターの固定子PomA/PomB複合体の結晶化を試みた。今年度は、これまで困難であった複合体の膜からの抽出の際に、界面活性剤Cymal-5を用いることで可溶化と精製度の向上が見られたので、大量精製し結晶化のスクリーニングを行ったが、現在のところ結晶はまだ得られていない。
我々は部分構造の結晶化も同時に行い、H^+駆動型のサルモネラ菌固定子蛋白質MotBのC末端ペリプラズム側断片(MotB_C)の結晶構造を分解能1.75Aで決定することが出来た。固定子はこの領域に存在する推定ペプチドグリカン結合(PGB)ドメインを介してPG層に固定されていると考えられている。またイオンの透過は固定子がモーターに設置されて始めて活性化される。本研究で用いたMotB_CにはPGBドメインだけでなく、ペリプラズム側において運動に必須な部分がすべて含まれている。MotB_Cは1つのドメインで構成され、二量体を形成していた。MotB_Cが予想以上にコンパクトな構造であるため、ペプチドグリカン層に作用し固定するためには、MotB_Cにおいて大きな構造変化が起こらなければならない。構造情報をもとに行った機能解析により、PGBドメインでの二量体形成が固定子のチャネル部分を形成する膜貫通ヘリックスの適切な配置に重要であること、MotB_CのN末端部分の大きな構造変化がPG結合とプロトンチャネルの活性化に必要であることが明らかとなった。
ナトリウムイオン駆動型膜内回転モーターの力発生機構の解明

研究課題/研究課題番号：18074003 2006年 - 2010年

日本学術振興会科学研究費助成事業特定領域研究

本間道夫, 小嶋誠司, 瀧口金吾, 柿沼善己, 村田武士, 滝口金吾

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担当区分：研究分担者

細菌べん毛モーター回転のエネルギー源は、電気化学的ポテンシャル差によるイオンの流入である。海洋性ビブリオ菌Vibrio alginolyticusは、ナトリウムイオンで動く極べん毛を持つ。これまでに固定子内のイオン透過経路については、ほとんど研究が進んでいなかったが、ATR-FTIRを用いた測定によりNa^+結合部位をはじめて実験的に明らかにした。また、固定子タンパク質膜貫通部位への変異導入により、イオン透過経路を推測した。固定子構成タンパク質にGFPを融合させて、それらの局在の条件を調べたところ、Na^+依存的な局在を明らかにした。固定子のダイナミックな集合解離の重要性を示唆した。固定子タンパク質のペリプラズム側断片の結晶構造を解明しすることにより、大きな構造変化がイオンチャネルの活性化に必要であることを示唆することができた。
膜超分子べん毛モーターの構造と構築機構の研究

研究課題/研究課題番号：18207011 2006年 - 2009年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

本間道夫, 小嶋誠司

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担当区分：研究分担者

べん毛モーターの回転に必要なタンパク質としてPomA, PomB, MotX, MotYが同定されている。MotYについて、2.9Å分解能でX線結晶構造を得ることでき、ビブリオ菌極べん毛モーター固定子複合体の分子集合モデルを提案した。ビブリオ菌のべん毛モーターでは、Cリングの構造タンパク質がべん毛基部体から容易に解離してしまうという新しい知見を得た。また、ビブリオ菌の基部体構成タンパク質の解析から、FlgTがこれまでLPリングと考えられていた構造の外側の部分を占めることが明らかにし、これをHリングと名付けた。このリング構造が、ビブリオ特異的な高速回転を保持するための強固な軸受け構造として機能しているという可能性を示唆した。
ナトリウムイオン駆動型細菌べん毛モーターの固定子における生化学的解析

研究課題/研究課題番号：18770129 2006年 - 2008年

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究(B)

小嶋誠司

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担当区分：研究代表者

配分額：3840000円（直接経費：3600000円、間接経費：240000円）

細菌べん毛モーターの回転は、イオン流に共役した回転子と固定子の間のダイナミックな相互作用で生じると考えられている。本研究では、ビブリオ菌のNa+駆動型極べん毛モーターを材料にし、GFPを融合させた固定子蛋白質PomAまたはPomBを用いて固定子の挙動をin vivoで観察した。その結果、PomA/PomB複合体は共役イオンであるNa+の濃度に応じてモーターへ集合・解離していることを明らかにした。
細菌べん毛モーターの回転子複合体と固定子複合体の結晶化

研究課題/研究課題番号：18054010 2006年 - 2007年

日本学術振興会科学研究費助成事業特定領域研究

小嶋誠司, 本間道夫

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担当区分：研究代表者

配分額：6500000円（直接経費：6500000円）

1)海洋性ビブリオ菌極べん毛モーター固定子複合体PomA/PomBの結晶化へ向けた大量発現と精製
細菌べん毛モーターのエネルギー変換機構を理解するためには、共役イオンの流入に共役したトルク発生を担う、固定子複合体の立体構造を解明することが必須である。我々はNa^+駆動型のビブリオ菌を材料に用い、PomA/PomB固定子複合体の結晶化に向けて、ヒスチジンタグを融合した複合体の大腸菌での大量発現系を構築した。現在、膜画分からの抽出に最適な界面活性剤のスクリーニングを行っている。
2)サルモネラ菌固定子蛋白質MotBのペリプラズム断片の結晶化
我々は固定子複合体だけでなく、可溶性断片による部分構造の結晶化も進めてきた。特に固定子蛋白質MotBは、そのC末端側に固定に関わるペプチドグリカン結合モチーフを持ち、部分構造としても興味深い。サルモネラ菌を材料に、このモチーフを含む可溶性のMotB断片(MotB_c)を作成し解析した。MotB_cは野生株の運動能を低下させることから、野生型MotBとヘテロダイマーを形成し固定子複合体の集合を阻害するか、モーター中の固定子結合部位に作用していると予想され、またペリプラズムにおいて安定な二量体を形成していた(文献1)。MotB_cの精製は容易で、1リットル培養あたり25mg程度の精製標品が得られる。結晶化が難航したため、MotB_cのNMRスペクトル解析を行ったところ、N末端側とC末端側の構造が不安定であることが予想された。そこで、これら両末端を削った複数種のMotB_c断片を作成し結晶化条件を探索したところ、N末端を10残基、C末端を18残基欠失させた断片MotB_<c6>において、実験室でのX線回折実験で高い分解能の回折像を得ることができた。現在Spring-8での回折実験を目標とし、MotB_<c6>のセレノメチオニン置換体結晶を準備している。

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