光活性化された感覚ロドプシン2とそのトランスデューサー間の表面密度依存的相互作用

科学分野:

• 微生物学
• 生物物理学
• 構造生物学

背景:

• 感覚ロドプシン2（pSRII）とそのトランスデューサー（pHtrII）は、光に応答して微生物のべん毛回転を制御するために複合体を形成する。
• 以前の研究では、pSRIIのFヘルックスの構造変化がpHtrIIヘルックスの回転を引き起こすと示唆されているが、HAMPドメインの柔軟性のため、シグナル伝達におけるその役割は不明瞭なままである。

研究 の 目的:

• pSRIIとpHtrII間のタンパク質間相互作用およびシグナル伝達におけるHAMPドメインの役割を調査すること。
• 生理学的な膜条件下でのpSRII-pHtrII複合体に起こる構造変化を解明すること。

主な方法:

• 表面増強赤外分光法（SEIR）を用いて、pSRIIおよびpHtrIIの異なるドメイン（HAMPドメインを含む場合と含まない場合）と融合したpSRIIの構造変化を解析した。
• 生体内条件を模倣するために、生理学的な膜配向下で実験を実施した。

主要な成果:

• pSRII-pHtrII複合体のアミドI領域における光誘起スペクトル変化は、表面密度依存的に減衰した。
• この減衰は、HAMPドメインが存在する場合でも存在しない場合でも同様であり、膜領域の構造変化においてHAMPドメインが有意な影響を及ぼさないことを示唆している。

結論:

• pSRIIからpHtrIIへの主要なシグナル伝達は、複合体の膜結合領域内の構造変化を介して起こる。
• HAMPドメインは、pSRIIとpHtrII間のシグナル伝達を媒介する初期の光誘起構造変化に不可欠ではない。