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生理:細菌の走化性における受容体間の機能的相互作用

Nature 428, 6981 doi: 10.1038/nature02406

細菌の走化性は、比較的単純で感度が高く、感知範囲が広くて頑健であることから、シグナル伝達のモデル系となっている。リガンド濃度の変化は、膜貫通型受容体、共役タンパク質(CheW)、およびヒスチジンキナーゼ(CheA)から構成されるタンパク質集合体によって感知される。大腸菌では、これらの成分は細胞極において、各種のタンパク質分子を数千個ずつ含む密集したクラスターの形に組織化されている。今回、クラスター組成の変動が、キナーゼの活性と誘因物質刺激に対するキナーゼの感度に及ぼす作用を、in vivoでの応答を蛍光共鳴エネルギー移動法で追跡することにより調べた。細菌の化学受容体である集合体は、高度に協同的な働き方をしており、アロステリックタンパク質に似たふるまいをしているとわかった。均一な受容体集団をもつ変異体が誘因物質に対して急激な応答を起こしやすいような条件では、野生型細胞における応答の感度も増強される。この結果は、受容体間の長距離にわたる協同的相互作用を、シグナルの統合および増幅の一般的な機構と想定する複数のモデルと矛盾しない。

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