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2009 Fiscal Year Annual Research Report

プロトンポンプATPaseの作動機構と酸性環境の形成

Research Project

Project/Area Number 20370048
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

二井 將光  Iwate Medical University, 薬学部, 教授 (50012646)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中西 真弓  岩手医科大学, 薬学部, 准教授 (20270506)
後藤 奈緒美  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (80403971)
関谷 瑞樹  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (70509033)
KeywordsV-ATPase / F-ATPase / 破骨細胞 / リソソーム / 阻害剤
Research Abstract

プロトンポンプF-ATPaseの作動機構を、一分子観察により詳しく解析した。得られた主な結果は、(1)F-ATPaseはサブユニットの回転を伴う機構によって活性化エネルギーを下げている。(2)また、βおよびγの二つのサブユニットの相互作用が、速度論的に重要なステップを形成している。(3)F-ATPaseは、ATP合成酵素として、ATPを逆反応で無駄に使わないような機構を備えている。以上の(1)、(2)については、J.Biol.Chem.およびBiochem.Biophys.Res.Commun.に論文を発表した。(3)に関しでは論文を執筆している。
F-ATPaseと反応機構の類似しているV-ATPaseについては、その多様性と局在に注目している。当該年度に於いては、本来はリソソームにあるV-ATPaseが破骨細胞の形質膜に局在する機構について研究を進めた。破骨細胞の形成にV-ATPaseのdサブユニットが重要な役割を果たしていることを示す結果を得たので、さらに、詳しく検討を行っている。骨代謝に関与するV-ATPaseの役割について、新しい知見が得られると考えている。
本年度に得られた成果を中心に、サブユニットの回転を伴う二つのATPaseの生化学と細胞生物学の研究代表者らの研究を中心に新しい知見をまとめ、総説をBiochim.Biophys.Actaに出版した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Temperature dependence of single molecule rotation of the Escherichiacoli ATP synthase F_1 sector reveals the importance of γ-β subunit interactions in the catalytic dwell.2009

    • Author(s)
      Mizuki Sekiya, Masamitsu Futai, et al
    • Journal Title

      J.Biol. Chem. 284

      Pages: 22401-22410

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mechanism of rotating proton pumping ATPases.

    • Author(s)
      Mayumi Nakanishi-Matsui, Masamitsu Futai, et al.
    • Journal Title

      Biochim.Biophys.Acta (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles of the β subunit hinge domain in ATP synthase F_1 sector : hydrophobic network formed by introduced β Phe174 inhibits subunit rotation.

    • Author(s)
      Mayumi Nakanishi-Matsui, Masamitsu Futai, et al.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys.Res.Commun. (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大腸菌ATP合成酵素によるATP加水解反応の阻害機構2010

    • Author(s)
      關谷瑞樹, 中西(松井)真弓, 二井將光, 他
    • Organizer
      日本薬学会第130年会
    • Place of Presentation
      就実大学(岡山)
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] 破骨細胞におけるV-ATPase a3サブユニット局在オルガネラの解析2009

    • Author(s)
      後藤(松元奈緒美)
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2009-10-23
  • [Presentation] ATP合成酵素の回転における熱力学とγ-βサブユニット間の相互作用の重要性2009

    • Author(s)
      関谷瑞樹
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2009-10-22
  • [Presentation] Pauses of subunit rotation of Escherichia coli ATP synthase F_1 Sector.2009

    • Author(s)
      中西真弓
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2009-10-22
  • [Presentation] Thermodynamics of single molecule rotation of proton pumping ATPase2009

    • Author(s)
      関谷瑞樹
    • Organizer
      21st IUBMB and the 12th FAOBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology
    • Place of Presentation
      上海国際会議センター
    • Year and Date
      2009-08-06
  • [Presentation] Thermodynamics of single molecule rotation of Escherichia coli ATP synthase.2009

    • Author(s)
      関谷瑞樹
    • Organizer
      JBS Biofrontier Symposium on Biochemistry of pH Homeostasis and Proton Circuit
    • Place of Presentation
      岩手医科大学矢巾キャンパス
    • Year and Date
      2009-07-24
  • [Presentation] Subunit rotation of E. coli F_1-ATPase : Effects of mutations in the β subunit hing ε edomain.2009

    • Author(s)
      Mayumi Nakanishi-Matsui, Masamitsu Futai, et al.
    • Organizer
      JBS Biofrontier Symposium on Biochemistry of pH Homeostasis and Proton Circuit
    • Place of Presentation
      岩手医科大学矢巾キャンパス
    • Year and Date
      2009-07-24
  • [Presentation] Thermodynamics of Escherichia coli ATP synthase F_1 sector rotation and effects of γ subunit Met23 replacement.2009

    • Author(s)
      関谷瑞樹
    • Organizer
      Iwate International Symposium on Biochemical Approaches to Drug Discovery
    • Place of Presentation
      岩手医科大学矢巾キャンパス
    • Year and Date
      2009-05-15
  • [Presentation] Mechanism of proton transport ATPases : rotation of ATP synthase F_1 sector.2009

    • Author(s)
      中西真弓
    • Organizer
      Iwate International Symposium on Biochemical Approaches to Drug Discovery
    • Place of Presentation
      岩手医科大学矢巾キャンパス
    • Year and Date
      2009-05-15

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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