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
職名
教授
連絡先
コジマ セイジ
小嶋 誠司
KOJIMA, Seiji
研究分野
研究分野 6
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ライフサイエンス / 生物物理学
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ライフサイエンス / 細菌学
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ライフサイエンス / 機能生物化学
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ライフサイエンス / 細菌学
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ライフサイエンス / 生物物理学
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ライフサイエンス / 機能生物化学
経歴
経歴 9
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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日本学術振興会海外特別研究員
2000年4月 - 2002年3月
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Postdoctoral research fellow, University of Utah
1999年4月 - 2004年2月
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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
学歴
学歴 2
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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
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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
受賞
受賞 1
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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
論文
論文 222
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Structural analysis of S-ring composed of FliFG fusion proteins in marine Vibrio polar flagellar motor. 国際誌
Takekawa N, Nishikino T, Kishikawa J-i, Hirose M, Kinoshita M, Kojima S, Minamino T, Uchihashi T, Kato T, Imada K, Homma M
mBio 15 巻 ( 10 ) 頁： e0126124 2024年9月
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Regulatory Role of a Hydrophobic Core in the FliG C-Terminal Domain in the Rotary Direction of a Flagellar Motor.
Nishikino T, Hatano A, Kojima S, Homma M
Biomolecules 15 巻 ( 2 ) 2025年2月
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Structural insight into sodium ion pathway in the bacterial flagellar stator from marine Vibrio.
Nishikino T, Takekawa N, Kishikawa JI, Hirose M, Kojima S, Homma M, Kato T, Imada K
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 122 巻 ( 1 ) 頁： e2415713122 2025年1月
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Structure, function, and biophysics of bacterial motility and the flagellar motor-IUPAB2024 session commentary.
Baker MAB, Kojima S
Biophysical reviews 16 巻 ( 5 ) 頁： 537 - 538 2024年10月
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Deciphering the genomes of motility-deficient mutants of Vibrio alginolyticus 138-2.
Uesaka K, Inaba K, Nishioka N, Kojima S, Homma M, Ihara K
PeerJ 12 巻 頁： e17126 2024年
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Interaction of FlhF, SRP-like GTPase with FliF, MS ring component assembling the initial structure of flagella in marine Vibrio.
Fukushima Y, Homma M, Kojima S
Journal of biochemistry 174 巻 ( 2 ) 頁： 125 - 130 2023年7月
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Purification of the Na(+)-Driven PomAB Stator Complex and Its Analysis Using ATR-FTIR Spectroscopy.
Kojima S, Homma M, Kandori H
Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 2646 巻 頁： 95 - 107 2023年
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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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Roles of the second messenger c-di-GMP in bacteria: Focusing on the topics of flagellar regulation and Vibrio spp.
Homma M, Kojima S
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 27 巻 ( 3 ) 頁： 157 - 172 2022年3月
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The Periplasmic Domain of the Ion-Conducting Stator of Bacterial Flagella Regulates Force Generation.
Homma M, Kojima S
Frontiers in microbiology 13 巻 頁： 869187 2022年
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Editorial: Flagellar Motors and Force Sensing in Bacteria.
Baker MAB, Kojima S, Nord AL, Partridge JD
Frontiers in microbiology 13 巻 頁： 833011 2022年
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Solution structure analysis of the periplasmic region of bacterial flagellar motor stators by small angle X-ray scattering.
Liew CW, Hynson RM, Ganuelas LA, Shah-Mohammadi N, Duff AP, Kojima S, Homma M, Lee LK
Biochemical and biophysical research communications 495 巻 ( 2 ) 頁： 1614 - 1619 2018年1月
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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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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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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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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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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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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. -
Roles of linker region flanked by transmembrane and peptidoglycan binding region of PomB in energy conversion of the Vibrio flagellar motor. 国際誌
Miyamura Y, Nishikino T, Koiwa H, Homma M, Kojima S
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 29 巻 ( 4 ) 頁： 282 - 289 2024年2月
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Changes in the hydrophobic network of the FliG(MC) domain induce rotational switching of the flagellar motor. 国際誌
Nishikino T, Hijikata A, Kojima S, Shirai T, Kainosho M, Homma M, Miyanoiri Y
iScience 26 巻 ( 8 ) 頁： 107320 - 107320 2023年8月
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Site-Directed Cross-Linking Between Bacterial Flagellar Motor Proteins In Vivo.
Terashima H, Homma M, Kojima S
Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 2646 巻 頁： 71 - 82 2023年2月
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Ring formation by Vibrio fusion protein composed of FliF and FliG, MS-ring and C-ring component of bacterial flagellar motor in membrane.
Takahashi K, Nishikino T, Kajino H, Kojima S, Uchihashi T, Homma M
Biophysics and physicobiology 20 巻 ( 2 ) 頁： e200028 2023年
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Terashima H, Hori K, Ihara K, Homma M, Kojima S
Scientific reports 12 巻 ( 1 ) 頁： 2979 2022年12月
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Structure of MotA, a flagellar stator protein, from hyperthermophile.
Nishikino T, Takekawa N, Tran DP, Kishikawa JI, Hirose M, Onoe S, Kojima S, Homma M, Kitao A, Kato T, Imada K
Biochemical and biophysical research communications 631 巻 頁： 78 - 85 2022年11月
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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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Formation of multiple flagella caused by a mutation of the flagellar rotor protein FliM in Vibrio alginolyticus. 国際誌
Homma M, Takekawa N, Fujiwara K, Hao Y, Onoue Y, Kojima S
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 27 巻 ( 9 ) 頁： 568 - 578 2022年9月
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Functional analysis of the N-terminal region of Vibrio FlhG, a MinD-type ATPase in flagellar number control. 査読有り
Homma M, Mizuno A, Hao Y, Kojima S
Journal of biochemistry 172 巻 ( 2 ) 頁： 99 - 107 2022年6月
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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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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 T, Sagara Y, Terashima H, Homma M, Kojima S
Journal of biochemistry 171 巻 ( 4 ) 頁： 443 - 450 2022年1月
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Achievements in bacterial flagellar research with focus on Vibrio species.
Homma M, Nishikino T, Kojima S
Microbiology and immunology 66 巻 ( 2 ) 頁： 75 - 95 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）
その他リンク： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/1348-0421.12954
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ZomB is essential for chemotaxis of Vibrio alginolyticus by the rotational direction control of the polar flagellar motor. 国際誌
Takekawa N, Nishikino T, Hori K, Kojima S, Imada K, Homma M
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 26 巻 ( 11 ) 頁： 927 - 937 2021年9月
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A slight bending of an α-helix in FliM creates a counterclockwise-locked structure of the flagellar motor in Vibrio. 国際誌
Takekawa N, Nishikino T, Yamashita T, Hori K, Onoue Y, Ihara K, Kojima S, Homma M, Imada K
Journal of biochemistry 170 巻 ( 4 ) 頁： 531 - 538 2021年6月
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Homma Michio, Terashima Hiroyuki, Koiwa Hiroaki, Kojima Seiji
JOURNAL OF BACTERIOLOGY 203 巻 ( 16 ) 2021年6月
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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
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Takekawa N, Kawamoto A, Sakuma M, Kato T, Kojima S, Kinoshita M, Minamino T, Namba K, Homma M, Imada K
mBio 12 巻 ( 2 ) 2021年3月
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Role of the N- and C-terminal regions of FliF, the MS ring component in Vibrio flagellar basal body. 国際誌
Kojima S, Kajino H, Hirano K, Inoue Y, Terashima H, Homma M
Journal of bacteriology 203 巻 ( 9 ) 2021年2月
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Site-directed crosslinking identifies the stator-rotor interaction surfaces in a hybrid bacterial flagellar motor. 国際誌
Terashima H, Kojima S, Homma M
Journal of bacteriology 203 巻 ( 9 ) 2021年2月
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Stator Dynamics Depending on Sodium Concentration in Sodium-Driven Bacterial Flagellar Motors. 国際誌
Lin TS, Kojima S, Fukuoka H, Ishijima A, Homma M, Lo CJ
Frontiers in microbiology 12 巻 頁： 765739 - 765739 2021年
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The flagellar motor of Vibrio alginolyticus undergoes major structural remodeling during rotational switching. 国際誌
Carroll BL, Nishikino T, Guo W, Zhu S, Kojima S, Homma M, Liu J
eLife 9 巻 2020年9月
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Live-cell fluorescence imaging reveals dynamic production and loss of bacterial flagella. 国際誌
Zhuang XY, Guo S, Li Z, Zhao Z, Kojima S, Homma M, Wang P, Lo CJ, Bai F
Molecular microbiology 114 巻 ( 2 ) 頁： 279 - 291 2020年8月
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Assembly mechanism of a supramolecular MS-ring complex to initiate bacterial flagellar biogenesis in Vibrio species. 査読有り 国際誌
Terashima H, Hirano K, Inoue Y, Tokano T, Kawamoto A, Kato T, Yamaguchi E, Namba K, Uchihashi T, Kojima S, Homma M
Journal of bacteriology 202 巻 ( 16 ) 2020年6月
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Regulation of the Single Polar Flagellar Biogenesis. 国際誌
Kojima S, Terashima H, Homma M
Biomolecules 10 巻 ( 4 ) 2020年4月
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Characterization of the MinD/ParA-type ATPase FlhG in Vibrio alginolyticus and implications for function of its monomeric form. 国際誌
Kojima S, Imura Y, Hirata H, Homma M
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 25 巻 ( 4 ) 頁： 279 - 287 2020年4月
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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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Characterization of FliL Proteins in Bradyrhizobium diazoefficiens: Lateral FliL Supports Swimming Motility, and Subpolar FliL Modulates the Lateral Flagellar System. 国際誌
Mengucci F, Dardis C, Mongiardini EJ, Althabegoiti MJ, Partridge JD, Kojima S, Homma M, Quelas JI, Lodeiro AR
Journal of bacteriology 202 巻 ( 5 ) 2020年2月
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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 S, Nishikino T, Takekawa N, Terashima H, Kojima S, Imada K, Homma M, Liu J
Journal of bacteriology 202 巻 ( 4 ) 2020年1月
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Tree of motility - A proposed history of motility systems in the tree of life. 査読有り 国際誌
Miyata M, Robinson RC, Uyeda TQP, Fukumori Y, Fukushima SI, Haruta S, Homma M, Inaba K, Ito M, Kaito C, Kato K, Kenri T, Kinosita Y, Kojima S, Minamino T, Mori H, Nakamura S, Nakane D, Nakayama K, Nishiyama M, Shibata S, Shimabukuro K, Tamakoshi M, Taoka A, Tashiro Y, Tulum I, Wada H, Wakabayashi KI
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 25 巻 ( 1 ) 頁： 6 - 21 2020年1月
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[Flagellar related genes and functions in Vibrio].
Nishikino T, Kojima S, Homma M
Nihon saikingaku zasshi. Japanese journal of bacteriology 75 巻 ( 3 ) 頁： 195 - 214 2020年
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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 M, Nishikawa S, Inaba S, Nishigaki T, Kojima S, Homma M, Imada K
Journal of biochemistry 166 巻 ( 2 ) 頁： 197 - 204 2019年8月
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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 S, Yoneda T, Morimoto W, Homma M
Journal of biochemistry 166 巻 ( 1 ) 頁： 77 - 88 2019年7月
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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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Takekawa N, Isumi M, Terashima H, Zhu S, Nishino Y, Sakuma M, Kojima S, Homma M, Imada K
mBio 10 巻 ( 2 ) 頁： e00292 2019年3月
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Nishikino T, Hijikata A, Miyanoiri Y, Onoue Y, Kojima S, Shirai T, Homma M
Scientific reports 8 巻 ( 1 ) 頁： 17793 - 17793 2018年12月
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The Vibrio H-Ring Facilitates the Outer Membrane Penetration of the Polar Sheathed Flagellum. 査読有り 国際誌
Zhu S, Nishikino T, Kojima S, Homma M, Liu J
Journal of bacteriology 200 巻 ( 21 ) 2018年11月
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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
Minamino T, Terahara N, Kojima S, Namba K
Molecular microbiology 109 巻 ( 6 ) 頁： 723 - 734 2018年9月
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Biochemical analysis of GTPase FlhF which controls the number and position of flagellar formation in marine Vibrio. 査読有り 国際誌
Kondo S, Imura Y, Mizuno A, Homma M, Kojima S
Scientific reports 8 巻 ( 1 ) 頁： 12115 - 12115 2018年8月
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The role of conserved charged residues in the bidirectional rotation of the bacterial flagellar motor. 査読有り 国際誌
Onoue Y, Takekawa N, Nishikino T, Kojima S, Homma M
MicrobiologyOpen 7 巻 ( 4 ) 頁： e00587 2018年8月
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FliL association with flagellar stator in the sodium-driven Vibrio motor characterized by the fluorescent microscopy. 査読有り 国際誌
Lin TS, Zhu S, Kojima S, Homma M, Lo CJ
Scientific reports 8 巻 ( 1 ) 頁： 11172 - 11172 2018年7月
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The Helix Rearrangement in the Periplasmic Domain of the Flagellar Stator B Subunit Activates Peptidoglycan Binding and Ion Influx. 査読有り
Kojima S, Takao M, Almira G, Kawahara I, Sakuma M, Homma M, Kojima C, Imada K
Structure (London, England : 1993) 26 巻 ( 4 ) 頁： 590 - 598.e5 2018年4月
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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 (London, England : 1993) 25 巻 ( 10 ) 頁： 1540 - + 2017年10月
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Molecular architecture of the sheathed polar flagellum in Vibrio alginolyticus. 査読有り
Zhu S, Nishikino T, Hu B, Kojima S, Homma M, Liu J
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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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 to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 22 巻 ( 7 ) 頁： 619 - 627 2017年7月
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Biochemical characterization of the flagellar stator-associated inner membrane protein FliL from Vibrio alginolyticus. 査読有り
Kumar A, Isumi M, Sakuma M, Zhu S, Nishino Y, Onoue Y, Kojima S, Miyanoiri Y, Imada K, Homma M
Journal of biochemistry 161 巻 ( 4 ) 頁： 331 - 337 2017年4月
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Mutational analysis and overproduction effects of MotX, an essential component for motor function of Na+-driven polar flagella of Vibrio. 国際誌
Takekawa N, Kojima S, Homma M
Journal of biochemistry 161 巻 ( 2 ) 頁： 159 - 166 2017年2月
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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）
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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）
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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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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 S, Homma M, Kojima S
Biophysics and physicobiology 14 巻 頁： 173 - 181 2017年
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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 N, Kwon S, Nishioka N, Kojima S, Homma M
Journal of bacteriology 198 巻 ( 22 ) 頁： 3091 - 3098 2016年11月
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The tetrameric MotA complex as the core of the flagellar motor stator from hyperthermophilic bacterium. 査読有り
Takekawa N, Terahara N, Kato T, Gohara M, Mayanagi K, Hijikata A, Onoue Y, Kojima S, Shirai T, Namba K, Homma M
Scientific reports 6 巻 頁： 31526 2016年8月
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FliH and FliI ensure efficient energy coupling of flagellar type III protein export in Salmonella. 査読有り
Minamino T, Kinoshita M, Inoue Y, Morimoto YV, Ihara K, Koya S, Hara N, Nishioka N, Kojima S, Homma M, Namba K
MicrobiologyOpen 5 巻 ( 3 ) 頁： 424 - 435 2016年6月
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Serine suppresses the motor function of a periplasmic PomB mutation in the Vibrio flagella stator. 査読有り
Nishikino T, Zhu S, Takekawa N, Kojima S, Onoue Y, Homma M
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 21 巻 ( 5 ) 頁： 505 - 516 2016年5月
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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
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[Studies on the mechanism of bacterial flagellar rotation and the flagellar number regulation]. 査読有り
Kojima S
Nihon saikingaku zasshi. Japanese journal of bacteriology 71 巻 ( 3 ) 頁： 185 - 97 2016年
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Effect of FliG three amino acids deletion in Vibrio polar-flagellar rotation and formation. 査読有り
Onoue Y, Kojima S, Homma M
Journal of biochemistry 158 巻 ( 6 ) 頁： 523 - 529 2015年12月
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Dynamism and regulation of the stator, the energy conversion complex of the bacterial flagellar motor. 査読有り
Kojima S
Current opinion in microbiology 28 巻 頁： 66 - 71 2015年12月
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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
Molecular microbiology 98 巻 ( 1 ) 頁： 101 - 110 2015年10月
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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
Molecular microbiology 98 巻 ( 1 ) 頁： 130 - 141 2015年10月
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Sodium-driven energy conversion for flagellar rotation of the earliest divergent hyperthermophilic bacterium. 査読有り
Takekawa N, Nishiyama M, Kaneseki T, Kanai T, Atomi H, Kojima S, Homma M
Scientific reports 5 巻 頁： 12711 2015年8月
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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 Y, Onoue Y, Kojima S, Homma M
MicrobiologyOpen 4 巻 ( 2 ) 頁： 323 - 331 2015年4月
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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
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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
Journal of bacteriology 197 巻 ( 1 ) 頁： 63 - 72 2015年1月
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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）
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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）
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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）
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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）
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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
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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
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Conformational change in the periplamic region of the flagellar stator coupled with the assembly around the rotor. 査読有り
Zhu S, Takao M, Li N, Sakuma M, Nishino Y, Homma M, Kojima S, Imada K
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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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 N, Kojima S, Homma M
Journal of bacteriology 196 巻 ( 7 ) 頁： 1377 - 1385 2014年4月
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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）
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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
Journal of biochemistry 155 巻 ( 3 ) 頁： 207 - 216 2014年3月
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Biophysical characterization of the C-terminal region of FliG, an essential rotor component of the Na+-driven flagellar motor. 査読有り
Gohara M, Kobayashi S, Abe-Yoshizumi R, Nonoyama N, Kojima S, Asami Y, Homma M
Journal of biochemistry 155 巻 ( 2 ) 頁： 83 - 89 2014年2月
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Structure, gene regulation and environmental response of flagella in Vibrio. 査読有り
Zhu S, Kojima S, Homma M
Frontiers in microbiology 4 巻 ( 410 ) 頁： 410 2013年12月
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Mutation in the a-subunit of F(1)F(O)-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
Journal of biochemistry 154 巻 ( 2 ) 頁： 177 - 184 2013年8月
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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
Journal of biochemistry 153 巻 ( 6 ) 頁： 547 - 553 2013年6月
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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
Journal of biochemistry 153 巻 ( 5 ) 頁： 441 - 451 2013年5月
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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
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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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
Journal of bacteriology 195 巻 ( 4 ) 頁： 816 - 822 2013年2月
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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）
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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）
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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）
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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）
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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）
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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）
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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 (Nagoya-shi, Japan) 9 巻 頁： 21 - 29 2013年
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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
Journal of bacteriology 194 巻 ( 24 ) 頁： 6728 - 6735 2012年12月
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Bacterial motility measured by a miniature chamber for high-pressure microscopy. 査読有り
Nishiyama M, Kojima S
International journal of molecular sciences 13 巻 ( 7 ) 頁： 9225 - 9239 2012年7月
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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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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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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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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
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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>
その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00387646297?from=CiNii
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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）
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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）
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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）
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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）
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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）
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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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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）
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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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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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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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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
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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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Li, N; Kojima, S; Homma, M
JOURNAL OF BACTERIOLOGY 193 巻 ( 15 ) 頁： 3773 - 3784 2011年8月
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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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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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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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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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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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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）
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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
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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）
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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）
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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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）
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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）
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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
Koike M, Nishioka N, Kojima S, Homma M
Biophysics (Nagoya-shi, Japan) 7 巻 頁： 59 - 67 2011年
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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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[Structure and function of energy transduction protein complex of bacterial flagellar motor]. 査読有り
Terauchi T, Kojima S, Homma M
Seikagaku. The Journal of Japanese Biochemical Society 83 巻 ( 9 ) 頁： 822 - 833 2011年
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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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Hizukuri, Y; Kojima, S; Homma, M
JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 148 巻 ( 3 ) 頁： 309 - 318 2010年9月
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Terashima, H; Kojima, S; Homma, M
JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 397 巻 ( 3 ) 頁： 689 - 696 2010年4月
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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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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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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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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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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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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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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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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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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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
詳細を見る
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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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）
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*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）
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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）
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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）
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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 (Nagoya-shi, Japan) 5 巻 頁： 45 - 52 2009年
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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
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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）
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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
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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）
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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
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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）
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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）
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*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）
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*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）
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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）
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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）
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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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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. -
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
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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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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）
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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）
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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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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）
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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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[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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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
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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
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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）
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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）
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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
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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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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
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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.
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*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）
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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.
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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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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）
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Kojima, S; Kuroda, M; Kawagishi, I; Homma, M
MICROBIOLOGY-UK 145 巻 頁： 1759 - 1767 1999年7月
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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.
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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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*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）
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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）
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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）
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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.
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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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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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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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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）
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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）
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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）
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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
その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00083125607?from=CiNii
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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.
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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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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）
MISC
MISC 16
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海洋性ビブリオ菌べん毛モーター機能を助けるストマチン様タンパク質FliLの構造と生化学性状
竹川宜宏, 錦野達郎, BURTON-SMITH Ray, 池田充, 多治見祐希, 村田和義, 小嶋誠司, 内橋貴之, 今田勝巳, 本間道夫
日本生体エネルギー研究会討論会講演要旨集49th 巻 2023年
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Characterization of PomA periplasmic loop and sodium ion entering in stator complex of sodium-driven flagellar motor. 国際誌
Nishikino T, Iwatsuki H, Mino T, Kojima S, Homma M
Journal of biochemistry167 巻 ( 4 ) 頁： 389 - 398 2020年4月
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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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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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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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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
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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.
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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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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
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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
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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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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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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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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.
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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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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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講演・口頭発表等
講演・口頭発表等 7
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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）
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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）
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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）
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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）
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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）
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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
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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
科研費
科研費 19
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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。
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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
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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。
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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。
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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
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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
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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
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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。
細菌はべん毛を根元のモーターにより回転させ溶液中を遊泳し、固体表面を遊走する。モーターのエネルギー変換装置である固定子は、回転子周囲の細胞壁に固定され活性化するとイオンを流し、回転子と相互作用してモーターを駆動する。本研究では、活性化型固定子変異体を起点とした精製標品と生細胞の解析から、未だ不明な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を目指している。本年度は、1) ビブリオ菌Na+駆動型PomA/PomB固定子の精製と人工膜小胞への再構成、2) PomBのリンカー領域を欠失させた変異体の特徴づけ、3) ビブリオ菌側べん毛のH+駆動型LafT/LafU固定子欠失株の作出と特徴づけ、の３点について研究を進めた。1)については、精製したPomA/B固定子について大腸菌の脂質やレシチンを使った人工膜小胞（リポソーム）へ再構成を試みたが、その多くが固定子細胞質領域をリポソーム内腔へ向けておらず、蛍光指示薬Sodium Greenを用いたNa+流の検出には成功しなかった。2) については、PomBのプラグ領域からペプチドグリカン結合(PGB)ドメインまでの80残基を削っても安定且つ充分量の固定子が発現し、わずかながら機能的であることを見出した。機能が回復する変異体を単離したところ、PomBとの相互作用が予想されるPomAの第１膜貫通領域のペリプラズム側の残基に変異同定された。この成果は論文にまとめて発表済みである。3)については、側べん毛の推定固定子をコードする遺伝子lafT/lafUを欠失させたビブリオ菌株を作成したところ、予想通り側べん毛による遊走能が完全に失われ、lafT/lafU遺伝子をプラスミドから発現させることで遊走能が回復することを見出し、側べん毛固定子の実体がLafT/LafU複合体であることを検証できた。
本研究では大きく分けて３つの課題（1. 活性化型固定子のイオン透過能を測定する、2. 活性化の一連の過程（Aサブユニットの細胞質側で生じた構造変化シグナルによりプラグが開き、PEM構造が変化してPG層に結合する）の分子メカニズムを明らかにする、3. 活性化型構造は安定化されるかどうかを検証する）を掲げている。総合的にみてまずまずの達成度と考えている。1)について、昨年度は有意なNa+流の検出には至らなかったが、PomBのC末端側に付加したStrept-TagIIタグによりこれまでより純度の高いPomA/PomB固定子を精製できるようになり、サンプル調製法は確立できた。またHisタグを用いて精製した固定子は、純度が低いせいか高速AFMで明確な像として観察できなかったが、Strept-TagII精製した標品はダンベル様の粒子として明瞭に観察できており、構造変化のリアルタイム観察にも今後期待が持てる。2)に関しては、PomBのリンカー領域を80残基欠失させると固定子のモーターへの組み込みが大きく低下することから、組み込みシグナルに関与する部位の同定を期待して、運動能を回復した抑圧変異の単離を行った。残念ながら、回転子側やPomAの細胞質側に変異を同定することはできなかったが、構造上プラグ領域に近いPomAの残基に変異が同定されたことから、プラグ近傍の構造変化が活性化シグナルを担う可能性を考えている。3)に関しては、活性化型固定子を安定化すると考えられているFliLの影響を、より明確に検出可能な側べん毛LafT/LafU固定子をクローン化し、欠失株を得ることができた。現在、サルモネラMotA/MotB固定子複合体で同定されている活性化変異（L119P(MotB)）に相当する変異をLafUに導入し、活性化型固定子とFliLの相互作用を、変異体を用いて解析する準備を進めている。
PomA/PomB固定子については、プラグ領域の構造を化学修飾することで変化させ、イオン透過能を活性化することに細胞内で成功している。精製標品ではまだこの実験に成功できていないが、リポソームへの適切な再構成が成功の鍵を握ると考えている。昨年、学会や研究会にて広く情報交換を行うことで、リポソーム形成方法やNa+蛍光指示薬の取り扱いについて多くの助言をいただくことができた。本年度は得られた助言を生かし、リポソームへの適切な再構成法をまず確立したい。また、Na+透過能を検出するには膜内外に十分なイオン駆動力を形成する必要がある。昨年度はチオシアン酸ナトリウムを用いてNa+駆動力の形成を試みたが成功しなかった。今年度はK+-バリノマイシンの系を用いて駆動力形成を試みる。固定子の活性化に伴う構造変化に関しては、高速AFMを用いたリアルタイム観察に加え、初年度に行えなかった活性化型固定子のペプチドグリカン結合能の検討を行いたい。H+駆動型LafT/LafU固定子と、Na+駆動型PomA/PomB固定子では活性化型構造が異なる可能性があり、活性化変異体をさらに単離しながら、クライオ電顕による立体構造解析も念頭において、特徴づけを進めたい。またFliLが活性化型固定子の構造を安定化させる可能性については、FliL/LafT/LafUの三重欠失株を用いて研究を進める。活性化変異固定子、野生型/変異FliLを様々に組み合わせて三重欠失株に発現させ、機能と相互作用を解析し、結合部位の同定や安定化への寄与を生化学的に検討する。FliL/LafT/LafU複合体の精製を試み、クライオ電顕による単粒子解析により構造の解明にも挑みたい。 -
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。 -
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。 -
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．
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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。
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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。 -
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。 -
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。
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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。
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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。
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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。