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2012 Fiscal Year Final Research Report

Hydration and Energetic Study on ATP Hydrolysis and ATP-driven Proteins

Planned Research

  • PDF
Project AreaWater plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins
Project/Area Number 20118008
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 InstitutionTohoku University

Principal Investigator

SUZUKI Makoto  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60282109)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MORIMOTO Nobuyuki  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00313263)
Project Period (FY) 2008 – 2012
KeywordsATPエネルギー / タンパク質の水和 / ATP加水分解反応 / 誘電緩和分光 / 水和 / 溶解和 / リン酸の水和 / ハイパーモバイル水
Research Abstract

Hypermobile water(HMW)at phosphoryl moiety and also constrained water(CW)at adenosine portion were detected in the hydration layer of ATP by using high-resolution dielectric relaxation spectroscopy(DRS). HMW has been theoretically corroborated as higher rotational entropy density of water than that of bulk around charged particle(collaboration with Kinoshita)and faster relaxation time region of water around charged ions by MD.(collaboration with Akiyama group and Matubayasi) There has been observed CW and HMW in the hydration layer of actin. When actin monomers polymerize to become a filament at the high temperature, remarkable increase in HMW was observed, which indicated the strong relationship between this endothermic reaction and HMW formation.

  • Research Products

    (51 results)

All 2013 2012 2011 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (41 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Anion-Dependence of Fast Relaxation Component in Na^-, K-Halide Solutions at Low Concentrations Measured by High-Resolution Microwave Dielectric Spectroscopy2013

    • Author(s)
      George Mogami, Takashi Miyazaki, Tetsuichi Wazawa, Nobuyuki Matubayasi, and Makoto Suzuki
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

    • DOI

      doi.org/10.1021/jp4012119

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydration state change of horse heart cytochrome c corresponding to trifluoroacetic-acid-induced unfolding2013

    • Author(s)
      Yusuke Miyashita, Tetsuichi Wazawa, George Mogami, Satoshi Takahashi, Yoshihiro Sambongi, and Makoto Suzuki
    • Journal Title

      Biophys. J

      Volume: 104 Pages: 163-172

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Dynamics Study of Fast Dielectric Relaxation of Water around a Molecular-Sized Ion2012

    • Author(s)
      Yoji Kubota, Akira Yoshimori, Nobuyuki Matubayasi, Makoto Suzuki, and Ryo Akiyama
    • Journal Title

      J. Chem. Phys

      Volume: 137 Pages: 224502 (1-4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of Water in Actin-Myosin Binding and Actin Polymerization: Rotational and Translational Mobility of Water Molecules2012

    • Author(s)
      Makoto Suzuki, Tetsuichi Wazawa, George Mogami, and Takao Kodama
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn., Supplement

      Volume: 81 Pages: SA003(1-14)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-assembled pH-sensitive cholesteryl pullulan nanogel as a protein delivery vehicle2012

    • Author(s)
      N. Morimoto, S. Hirano, H. Takahashi, S. Loethen, D. H. Thompson, K. Akiyoshi
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 14 Pages: 56-63

    • DOI

      10.1021/bm301286h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydration analysis of Pseudomonas aeruginosa cytochrome c551 upon acid unfolding by dielectric relaxation spectroscopy2010

    • Author(s)
      Tetsuichi Wazawa, Takashi Miyazaki, Yoshihiro Sambongi, Makoto Suzuki
    • Journal Title

      Biophys. Chem

      Volume: 155 Pages: 160-169

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Entropic Potential Field Formed for a Linear-Motor Protein near a Filament : Statistical-Mechanical Analyses Using Simple Models2010

    • Author(s)
      K. Amano, T. Yoshidome, M. Iwaki, M. Suzuki, M. Kinoshita
    • Journal Title

      J. Chem. Phys

      Volume: 133 Pages: 045103(1-11)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Statistical-Mechanical Analysis on the Hyper-Mobile Water around a Large Solute with High Surface Charge Density2009

    • Author(s)
      M. Kinoshita and M. Suzuki
    • Journal Title

      J. Chem. Phys

      Volume: 130 Pages: 014707(1-11)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of the dielectric relaxation property of water-ion loose complex in aqueous solutions of salt at low concentrations2008

    • Author(s)
      Takashi Miyazaki, Tetsuichi Wazawa, George Mogami, Takao Kodama and Makoto Suzuki
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 112 Pages: 10801-10806

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hydration and ATP energetic on Actomyosin2013

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      Alpbach Workshop on Molecular Motors 2013
    • Place of Presentation
      Alpbach, Austria
    • Year and Date
      20130316-22
  • [Presentation] 高分解誘電緩和分光法による低濃度Na-, K-ハライド水溶液における速い緩和成分のアニオン依存性2013

    • Author(s)
      最上譲二、宮崎崇、和沢鉄一、松林伸幸、鈴木誠
    • Organizer
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130306-08
  • [Presentation] Fアクチンの水和特性に及ぼすハライドイオンの効果2013

    • Author(s)
      石田誠宜、和沢鉄一、最上譲二、森本展行、鈴木誠
    • Organizer
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130306-08
  • [Presentation] ミオシンS1の水和特性に及ぼすヌクレオチドと共溶媒の効果2013

    • Author(s)
      中川卓哉、和沢鉄一、最上譲二、森本展行、鈴木誠
    • Organizer
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130306-08
  • [Presentation] スルホン酸塩、リン酸塩溶液におけるハイパーモバイル水(HMW)とタンパク質問相互作用におけるHMW量の変化2013

    • Author(s)
      王楊天、丹野則彦、石杜和希、今尾麻人、石田誠宜、和沢鉄一、最上譲二、森本展行、鈴木誠
    • Organizer
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130306-08
  • [Presentation] マイクロ波誘電緩和分光法による有機・無機イオンおよびタンパク質の水和特性2012

    • Author(s)
      鈴木誠
    • Organizer
      日本分光学会テラヘルツ分光部会シンポジウム「テラヘルツ分光法の最先端VI~ここまできたテラヘルツ時間領域分光~」
    • Year and Date
      2012-10-26
  • [Presentation] アクチン周りの水の運動性、ATPエネルギーとのかかわり2011

    • Author(s)
      鈴木 誠
    • Organizer
      2011年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      大阪市立大学・杉本キャンパス
    • Year and Date
      20110107-09
  • [Presentation] マイクロ波誘電緩和分光により明らかになったATP周りのHyper-mobile water2011

    • Author(s)
      最上 譲二,和沢 鉄一,森本展行,児玉 孝雄,鈴木 誠
    • Organizer
      2011年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      大阪市立大学・杉本キャンパス
    • Year and Date
      20110107-09
  • [Presentation] Hydration Behaviour of Aqueous Solutions of urea and some of Its derivatives (poster)2011

    • Author(s)
      Batnasan Altansukh, George Mogami, Tetsuichi Wazawa, and Makoto Suzuki
    • Organizer
      Academic society: Annual meeting of Global COE Program Materials Integration
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2011-03-01
  • [Presentation] ATP加水分解エネルギーについての最近の理解2010

    • Author(s)
      鈴木 誠
    • Organizer
      第36回生体エネルギー研究会・特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市山田丘2-2 大阪大学銀杏会館
    • Year and Date
      20101118-20
  • [Presentation] Actin Polymerization Induces Hyper-mobility of Surrounding Water Molecules2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      Actin, the Cytoskeleton, and the Nucleus
    • Place of Presentation
      Singapore National University, Singapore
    • Year and Date
      20101108-12
  • [Presentation] Hydration properties of ATP and phosphate -Correlation with the thermodynamic parameters2010

    • Author(s)
      George Mogami, Takao Kodama, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] Dynamicproperties of water hydrating ATP2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会シンポジウム「ATPエネルギーの分子論」
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] Acto-S1により加水分解を受けるATP水溶液の誘電緩和分光法による連続測定2010

    • Author(s)
      Tatsuya Osada, Shin-ichiro Yasui, Tetsuichi Wazawa, George Mogami, Nobuyuki Morimoto, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] ミオシンS1およびアクトS1によるATP加水分解反応に及ぼすハライドイオンの影響2010

    • Author(s)
      Shin-ichiro Yasui, Tatsuya Osada, Tetsuichi Wazawa, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] Dielectric relaxation properties of aqueous solutions of urea and its derivatives2010

    • Author(s)
      Batnasan Altansukh, Tetsuichi Wazawa, George Mogami, Nobuyuki Morimoto, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるDNA/RNAオリゴマーの水和状態解析2010

    • Author(s)
      Akira Tsuchiko, Yoshiyuki Tanaka, Tetsuichi Wazawa, Nobuyuki Morimoto, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] Hydration study of aqueous solutions of alkyl-sulfonates and carboxylates by microwave dielectric relaxation spectroscopy2010

    • Author(s)
      Norihiko Tanno, Yang Tian Wang, Tetsuichi Wazawa, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] アクチン周囲の水の運動性はアクチンの重合によって増大する2010

    • Author(s)
      Tetsuichi Wazawa, Takashi Sagawa, Tsubasa Ogawa, Nobuyuki Morimoto, Makoto Suzuki
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20100920-22
  • [Presentation] ATP等熱測足およひ水相測定2010

    • Author(s)
      鈴木 誠
    • Organizer
      国際会議ICCT2010
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      20100803-04
  • [Presentation] ポリ(アミドアミン)デンドリマの水和状態解析2010

    • Author(s)
      森本展行、小川翼、最上譲二、鈴木誠
    • Organizer
      第60回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20100525-27
  • [Presentation] High rotational mobility of water around polyelectrolytes and actin filanlents interacting with myosin and its thermodynamic meanings(lnvited Talk)2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      Workshop on Solvation of Bioactive Compounds:Bridging theory, Computation and Experiment
    • Place of Presentation
      Leipzig, Germany
    • Year and Date
      20100107-09
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるイオン・高分子電解質・タンパク質の水和ダイナミックス2010

    • Author(s)
      鈴木 誠
    • Organizer
      理研シンポジウム 動的水和構造と分子過程IV
    • Place of Presentation
      独立行政法人理化学研究所 鈴木梅太郎記念ホール
    • Year and Date
      2010-12-01
  • [Presentation] Hydration measurement of salt ions, polyelectrolytes, and proteins in diluteb solutions by high resolution dielectric relaxation spectroscopy2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      TRILATERAL SCIENTIFIC SEMINER ON "Solvation in Complex Liquids: Bridging Length Scales by Theory and Experiment"
    • Place of Presentation
      Max Planck Institute, Leipzig, Germany
    • Year and Date
      2010-06-24
  • [Presentation] ATP加水分解の誘電水和解析2010

    • Author(s)
      最上譲二,児玉孝雄, 鈴木 誠
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるリン酸バッファーの水和解析2010

    • Author(s)
      最上譲二,和沢鉄一,森本展行,松林伸幸,鈴木 誠
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] Hydration study on nucleotides and actomyosin2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      International Symposium on Hydration and ATP Energy
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-03-10
  • [Presentation] Outline of the research project: ATP-energy conversion based upon the molecular understanding of hydration2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      International Symposium on Hydration and ATP Energy
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-03-08
  • [Presentation] Hydration analysis of polyelectrolytes and proteins under enzynle reaction by dielectric relaxation spectroscopy(招待講演)2010

    • Author(s)
      Makoto Suzuki
    • Organizer
      中性子構造生物学研究会
    • Place of Presentation
      いばらき量子ビームセンター
    • Year and Date
      2010-01-27
  • [Presentation] ATPの加水分解反応における反応物・生成物の水和状態とその反応自由エネルギーへの寄与について(招待講演)2009

    • Author(s)
      鈴木 誠、最上譲二、児玉孝雄
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会大35回討論会ミニシンポジウム 「多彩なエネルギー変換系研究の最前線」
    • Place of Presentation
      旭川医科大学
    • Year and Date
      2009-12-18
  • [Presentation] PFGSE-NMR lこよって明らかにしたアクチン水溶液中のプロトン拡散係数の増大:重合の寄与2009

    • Author(s)
      Takashi Sagawa, Makoto Suzuki, Tetsuichi Wazawa et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-11-01
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるアクトミオシンの水和解析:ADP型とAMPPNP型の比較2009

    • Author(s)
      Tatsuya Osada, Makoto Suzuki et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-11-01
  • [Presentation] ATP加水分解における周囲の水のダイナミックスと分極電荷の計算2009

    • Author(s)
      Takuya Takahashi, Makoto Suzuki, et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-31
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるDNAオリゴマーの水和状態解析2009

    • Author(s)
      Akira Tsuchiko, Yoshiyuki Tanaka, Makoto Suzuki, et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] ポリビニルスルホン酸およびそのアルカリ金属塩水溶液の水和特性2009

    • Author(s)
      Norihiko Tanno, Makoto Suzuki, et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] ハイパーモバイル水を形成する高分子水溶液におけるプロトン拡散係数2009

    • Author(s)
      Tsubasa Ogawa, Makoto Suzuki, et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] リン酸中和反応のエントロピー変化に対する誘電水和解析およびATP加水分解系への応用2009

    • Author(s)
      George Mogami, Makoto Suzuki, et al.
    • Organizer
      第47回日本生物物理年会
    • Place of Presentation
      アスティ徳島
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] 誘電緩和分光法によるDNAオリゴマーの水和状態解析2009

    • Author(s)
      土子 哲,田中好幸,森本展行,鈴木誠et al.
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] ハイパーモバイル水を形成する高分子(PAMPS)水溶液におけるプロトン拡散係数2009

    • Author(s)
      小川 翼,宮崎崇,森本展行,鈴木誠 et al.
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] ポリ(ジメチルアクリルアミド)ゲルの膨潤とハイパーモバイル水の相関関係2009

    • Author(s)
      土肥亜由美,宮崎崇,森本展行,鈴木 誠
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] ポリビニルスルホン酸およびそのアルカリ金属塩水溶液の水和特性2009

    • Author(s)
      丹野則彦,宮崎崇,和沢鉄一,鈴木 誠
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Remarks] 水を主役とした ATPエネルギー変換

    • URL

      http://www.material.tohoku.ac.jp/atpwater/index.htm

URL: 

Published: 2014-08-29  

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