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F1-ATPaseの回転機構

Research Project

Project/Area Number 08F08419
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biophysics
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

木下 一彦  早稲田大学, 理工学術院, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HOSSAIN M.D.  早稲田大学, 理工学術院, 外国人特別研究員
HOSSAIN M. D.  早稲田大学, 理工学術院, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2009: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords回転分子モーター / F_1-ATPase / SDS / 界面活性剤 / ATP加水分解 / トルク
Research Abstract

昨年度に引き続き、回転分子モーターF1-ATPaseの回転子を縦に半身に削ぐ実験を行った。このモーターは、3組のαおよびβサブユニットが筒状に並んで固定子を構成し、中央にγサブユニットが片側から突き刺さって回転子となる。3つのβで順にATPが加水分解されるに伴い、γが回転する。γの固定子内に突き刺さる部分は、カルボキシル(C-)末端およびアミノ(N-)末端のαヘリクスが反平行のコイルドコイル構造をとったものである。このうちN-末ヘリクスを端から遺伝子的に削った。削除によりモーター分子全体が不安定になるのを防ぐため、γのC-末端のほうは、ペプチドリンカーによりβにつないでおいた(昨年度報告したようにリンカーは回転にほとんど影響を与えない)。
N-末ヘリクスは49残基よりなるが、これをN-末から順に8, 14, 28, 40, 50残基の所まで削除した。結晶構造によると、28残基削除したところで固定子との相互作用はなくなる。これらにつきまず無負荷回転速度を40nm金粒子をプローブに用いて計測したところ、野性型の毎秒200回転からだんだん速度が落ち、28残基ないしそれ以上を削除すると約50回転で一定となった。一方、0.29μmのビーズをプローブとしてトルク(回転力)を見積もったところ、野性型の約40pN・nmに対し28残基以上を削除しても半分にしかならなかった。半身に削いだ回転子でも、半分のトルクは生み出せることになる。従来の結果と合わせると、回転子が固定子に入り込む部分ないし回転子の先端(この2箇所で固定子と相互作用)のどちらかさえ残っていれば、半分のトルクが出る。F1の同転子には、これがなければ、という重要部品はないようである。これらの結果は、現在投稿中である。

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Chemo-mechanical coupling in the rotary molecular motor F_1-ATPase2010

    • Author(s)
      HOSSAIN, M.D., et al.
    • Journal Title

      Springer Series in Chemical Physics

      Volume: 96 Pages: 271-285

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stimulation of F_1-ATPase Activity by Sodium Dodecyl Sulfate2010

    • Author(s)
      HOSSAIN, M.D., et al.
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics 1797

      Pages: 435-524

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neither helix in the coiled coil region of the axle of F1-ATPase plays a significant role in torque production2008

    • Author(s)
      Mohammad Delawar Hossain, et al.
    • Journal Title

      Biophysical Journal 95

      Pages: 4837-4844

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Axle-less F_1-ATPase rotates in the correct direction2008

    • Author(s)
      Shou Furuike, et al.
    • Journal Title

      Science 319

      Pages: 955-958

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Studies of F_1-ATPase in the presence of sodium dodecyl sulfate2009

    • Author(s)
      HOSSAIN, M.D., et al.
    • Organizer
      第82回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of sodium dodecyl sulfate on F_1-ATPase2008

    • Author(s)
      Mohammad Delawar Hossain, et al.
    • Organizer
      Biophysical Society of Japan, 2008
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.springerlink.com/content/h714530158446j7k/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.k2.phys.waseda.ac.jp/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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