生体発動分子ATPアーゼの構造変化と機能発現メカニズムの網羅的解析
Publicly Offered Research
Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
Project/Area Number |
21H00394
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Complex systems
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
小池 亮太郎 名古屋大学, 情報学研究科, 助教 (20381577)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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Keywords | 構造バイオインフォマティクス / データベース / 構造機能相関 / データベース解析 / 蛋白質構造機能相関 |
Outline of Research at the Start |
ATPアーゼはATPを分解することで生じるエネルギーを用いて,細胞内でさまざまな仕事を行っている.本研究ではATPアーゼがどのように仕事を実現しているのか,その分子メカニズム(構造変化)を調査する.ATPアーゼといっても細胞を変形させるものから,分子を輸送するものなど様々な種類が存在する.バイオインフォマティクスの技術を駆使し,蛋白質のデータベースを包括的にスキャンすることで,現時点で得られる限りのATPアーゼの構造変化を解析し,ATPアーゼの一般的な分子メカニズムを調査する.
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Outline of Annual Research Achievements |
ATPアーゼはATPの加水分解から得られるエネルギーを利用し,さまざまな分子機能を実現する蛋白質の総称で,生体発動分子の好例である.ATPアーゼがどのように機能を実現しているのか,そのメカニズムを理解するためには,ATPアーゼの構造変化を明らかにする必要がある.ATPアーゼの構造変化,どの部位がどう動いているか,を明らかにすることで,機能するときにATPアーゼで何が起こっているのかを理解できる.生体内ではたらくさまざまなATPアーゼの構造変化を網羅的に解析し,ATPアーゼに特徴的な構造変化を明らかにする.また,ATPアーゼの機能に応じて,メカニズムがどう違うのか,構造変化と機能の相関関係を調査する. 昨年度は,各ATPアーゼでの構造変化の有無をまずは調べた.今年度は,複数の蛋白質からなる蛋白質複合体を形成することでATPアーゼとして機能するものに着目し,その構造変化が複合体に特有のものかどうかを調べる.まずは,昨年度に収集したデータから,複合体として機能するATPアーゼを抽出した.また,比較的近縁種由来のATPアーゼは冗長な結果を生みやすいことを踏まえ,1つのグループにまとめた.その結果,構造変化の解析が可能な複合体ATPアーゼを約100グループほど特定することができた.このデータを調べたところ,全体の6割のグループでは複合体特有の構造変化が起こっていることが分かった.ATPアーゼに限らずホモ2量体(最も単純な蛋白質複合体)の構造変化を調べたところ,複合体特有の構造変化を示すものは全体の2割程度であった.つまり,ATPアーゼでは,複合体であることを利用した構造変化,すなわち,複合体を構成する蛋白質が連動した運動,を起こすものが多いことが分かる.このことは,ATPアーゼ複合体が,単に蛋白質が寄り集まっているのではなく,その運動も連動するように構成されていることを示唆する.
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Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Structures and mechanisms of actin ATP hydrolysis2022
Author(s)
Kanematsu Yusuke、Narita Akihiro、Oda Toshiro、Koike Ryotaro、Ota Motonori、Takano Yu、Moritsugu Kei、Fujiwara Ikuko、Tanaka Kotaro、Komatsu Hideyuki、Nagae Takayuki、Watanabe Nobuhisa、Iwasa Mitsusada、Ma?da Yuichiro、Takeda Shuichi
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 119
Issue: 43
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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