Molecular mechanism of regulation of rotation in the ATP synthase

2008 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Innovative nanoscience of supermolecular motor proteins working in biomembranes
• Project/Area Number: 18074002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: HISABORI Toru Tokyo Institute of Technology, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)
• Project Period (FY): 2006 – 2010
• Keywords: ATP合成酵素 / 回転制御 / 回転阻害 / γサブユニット / εサブユニット / レドックス制御 / テントキシン

Research Abstract

生体分子モーターの作動機構を明らかにするために、駆動機構の解明と制御機構の解明は車の両輪である。分子モーターの制御とは、モーター分子の原子レベルでの動きの制御である。これを理解するために、回転軸(・サブユニット)側からの研究と、外的要因の研究を同時平行して実施する。特に、(1)・サブユニットの構造変化による回転制御を1分子レベルで解析し、正確な角度解析により軸受け側の・サブユニットの構造と停止位置の対応付けを行う。また、磁気ピンセット技術を用いて、停止と回転に要する力を実測する。さらに、制御時に起こる構造変化を立体構造レベルで解明し、制御と構造の関連付けを行なう。(2)内在性阻害因子である・サブユニットの機能を、阻害にかかる力の測定と分子構造の変化の両面から検証する。さらに内在性阻害因子の構造変化と膜ポテンシャルの関連付けを行う。(3)外来因子によるATP合成酵素の再活性化の分子機構を調べることで、回転調節の分子機構を明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Molecular processes of inhibition and stimulation of ATP synthase caused by the phytotoxin tentoxin (2008)
  • Author(s): Meiss E, Konno H, Groth G, Hisabori T
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 24594-24599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of the epsilon subunit of thermophilic F1-ATPase as a sensor for ATP (2007)
  • Author(s): Kato S, Yoshida M, Kato-Yamada Y
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 37618-37623
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] gammaepsilon Sub-complex of thermophilic ATP synthase has the ability to bind ATP (2006)
  • Author(s): Iizuka S, Kato S, Yoshida M, Kato-Yamada Y
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 349 Pages: 1368-1371
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Single Molecule Analysis of the Tentoxin-Induced Molecular Processes of Inhibition and Stimulation of CF1 (2008)
  • Author(s): Meiss E., Konno, H., Hisabori, T.
  • Organizer: 15th European Bioenergetics Conference
  • Place of Presentation: Trinity College Dublin, Dublin, Ireland
  • Year and Date: 2008-07-20
• [Presentation] Epsilon subunit, an ATP sensor of ATP synthase (2008)
  • Author(s): Kato-Yamada, Y.
  • Organizer: 15th European Bioenergetics Conference
  • Place of Presentation: Trinity College Dublin, Dublin, Ireland
  • Year and Date: 2008-07-20
• [Presentation] Regulation of Cyanobacterial F1-ATPase rotation (2007)
  • Author(s): 紺野宏記、村上朋重、久堀徹
  • Organizer: Gordon Research Conference(Molecular & Cellular Bioenergetics)
  • Place of Presentation: Proctor Academy, U.S.A.
  • Year and Date: 20070616-25