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等温滴定熱量測定法によるATP/ADP変換反応の熱力学的解析

Publicly Offered Research

Project AreaWater plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins
Project/Area Number 21118506
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

城所 俊一  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (80195320)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords高エネルギーリン酸結合 / 反応エンタルピー / 水和 / 熱測定 / 金属イオン / イオン化エンタルピー / 加水分解酵素 / 溶媒和 / 水素イオン
Research Abstract

ATPは生物共通の「エネルギー通貨」といわれ、ATPが加水分解する際の自由エネルギーの減少を利用して、通常は自発的には進行しない合成や能動移動などの生化学反応を可能としている。ATPの加水分解に伴う自由エネルギーの減少は、そのエンタルピーの減少に起因しているが、この変化の分子論的な機構はまだ解明されていない。また、pH・金属イオン濃度・温度などの条件に依存して、それらは大きく変化するが、まだ限られた溶媒条件でしか評価されていない。本研究では、昨年度に引き続き、等温滴定型熱量測定(ITC)を用い、イオン化エンタルピーの異なる多種類の緩衝液を利用することで、緩衝液によるエンタルピーを正確に補正し、水中でのATPの加水分解エンタルピーと、そのpH依存性およびマグネシウムイオン濃度依存性を実測する手法を確立した。その結果、ATPと金属イオンの結合に伴うエンタルピーについては、従来の実験値の修正が必要であり、今後さらに詳細な実験を行う必要があることが明らかになった。また、これらの方法では、幅広い温度でエンタルピー変化の温度依存性を正確に評価することは困難であり、反応前後の物質の熱容量とその温度依存性とを直接測定することが必要であることがわかった。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010 2009 Other

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

  • [Journal Article] Thermodynamic and structural properties of the acid molten globule state of horse cytochrome c2011

    • Author(s)
      Nakamura, S., ほか3名
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 3116-3126

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic characterization of OsGID1-gibberellinbinding using calorimetry and docking simulations2011

    • Author(s)
      Xiang, H., ほか10名
    • Journal Title

      J.Mol.Recognit.

      Volume: 24 Pages: 275-282

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic and structural analysis of highly stabilized BPTIs by single and double mutations2009

    • Author(s)
      M.M.Islam, ほか6名
    • Journal Title

      Proteins 77

      Pages: 962-970

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Syntheses of cellotriose and cellotetraose analogues as transition state mimics for mechanistic studies of cellulases

    • Author(s)
      Noguchi, S., ほか4名
    • Journal Title

      Bioorg.Med.Chem.

      Volume: (in press)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Calorimetric Evaluation of ATP Hydrolysis2010

    • Author(s)
      城所俊一
    • Organizer
      日本生物物理学会第48回年会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-21
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Calorimetric evaluation of ATP hydrolysis and protein-nucleotide interaction2010

    • Author(s)
      城所俊一
    • Organizer
      International Symposium on Hydration and ATP Energy
    • Place of Presentation
      仙台秋保 岩沼屋
    • Year and Date
      2010-03-08
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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