Time-resolved study on the respiratory energy-conversion mechanism

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: Minoru Kubo 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90392878)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: チトクロム酸化酵素 / 動的構造生物学 / 時間分解測定 / ケージド化合物

Outline of Final Research Achievements

Cytochrome c oxidase catalyzes the final step of food oxidation, coupled with proton pump to store the energy. This is one of the most important steps for the respiratory energy conversion; however, its mechanism is still mystery. In this study, to elucidate the proton-pump machinery of cytochrome c oxidase at the atomic level, we have developed the method that can control the enzymatic reaction by light and the instrument that can track the reaction in real time.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

呼吸と生体エネルギー発生の機構は古くから人々の興味を惹きつけてきた生命科学の中心課題の一つであるが、その本質はミトコンドリアで行われているプロトンポンプにある。しかしその機構はまだ謎のままであり、教科書にも載っていない。本研究ではこの謎に挑む研究基盤を確立した。なお、近年、チトクロム酸化酵素の活性化因子が発見されており、ミトコンドリア病の治療薬開発の観点で注目されている。チトクロム酸化酵素の機構を原子レベルで解明しさらにそれを制御することは、将来社会の健康保持・増進に寄与するであろう。