奈良先端科学技術大学院大学（学長：塩﨑一裕）先端科学技術研究科バイオサイエンス領域構造生命科学研究室の塚崎智也教授、宮崎亮次助教、甲賀栄貴助教、博士前期課程（当時）松岡那実らの研究グループは、高輝度光科学研究センター（JASRI）の重松秀樹主幹研究員、宮崎大学、インドネシア国立研究イノベーション庁（BRIN）との共同研究により、グラム陰性細菌において、外膜タンパク質を正しく組み立てるために働くシャペロンSurAと、外膜タンパク質組み立て装置BAM複合体との動的な相互作用機構を明らかにしました。
グラム陰性細菌の細胞の最外層にある外膜は有害物質に対するバリアとして働き、その機能は多数の外膜タンパク質によって支えられています。これらの外膜タンパク質は、細胞内で合成された後、ペリプラズムを通って外膜へ運ばれ、BAM複合体によって外膜に組み込まれます。SurAは、まだ立体構造を形成していない外膜タンパク質を捕捉し、BAM複合体まで運ぶ分子シャペロンです。しかし、SurAがどのように外膜タンパク質を保持し、BAMへ受け渡しているのか、その分子機構は十分には分かっていませんでした。
今回の研究では、生化学的解析から、SurAの可動性の高いP1およびP2ドメインがCoreドメインの機能を調節するとともに、BAM複合体と直接相互作用することを示しました。さらに、クライオ電子顕微鏡を用いてSurA-BAM複合体の4つの異なる構造状態を明らかにしました。また、SurAのP2ドメインとBAM構成因子BamEとの相互作用が、効率的な外膜タンパク質の組み立てに重要であることを示しました。これらの構造・機能解析を統合し、SurAがBAM複合体上で複数の構造状態を経た構造変化により、外膜タンパク質を受け渡す動的なモデルを提案しました。
本研究は、細菌の外膜タンパク質がシャペロンから組み立て装置へ受け渡される仕組みの理解を深めるとともに、SurA-BAMを標的とした新たな抗生物質の開発につながる基盤的知見を提供します。
本研究成果は、国際科学雑誌「Nature Communications」に2026年9月4日（金）午前10時（ロンドン時間）に公開されました（DOI：10.1038/s41467-026-76843-3）。