生体分子モーターF1への熱力学的不確定性関係の応用

• Project/Area Number: 24K06971
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中山 洋平 東北大学, 工学研究科, 助教 (20757728)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 分子モーター / 非平衡熱力学 / 非平衡統計力学 / 生物物理

Outline of Research at the Start

生体内で働くナノマシンの一つである分子モーターF1-ATPaseは、エネルギー変換効率が極めて高いことが知られている。F1-ATPaseのエネルギー変換効率は、一部のアミノ酸を置き換えることによって低下するが、具体的にどのくらい低下するかの評価はなされていない。本研究では、一分子実験によって得られるデータを熱力学的不確定性関係と呼ばれる不等式に当てはめることによって、変異体のエネルギー変換効率を定量することで、本来のF1-ATPaseが高いエネルギー変換効率を実現しているメカニズムを明らかにすることを目指す。