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2010 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  岩手医科大学, 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。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。(2)F-ATPaseは、ほぼ1,000回転ごとに約1秒間の阻害状態に入っている。(3)リソソーム型プロトンポンプは、回転を継続した後に一定のアイドリングに入る。以上の(1)、(2)については、J.Biol.Chem.に論文を発表した。(3)に関しては論文を執筆している。
当該年度に於いては、リソソームV-ATPaseのdサブユニットが破骨細胞の形成に重要な役割を果たしていることを示す結果を得た。また、破骨細胞の形成に於ける細胞融合の機構を明らかにした。
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た。

  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] The mechanism of rotating proton pumping ATPases.2010

    • Author(s)
      M.Nakanishi-Matsui, M.Sekiya, R.K.Nakamoto, M.Futai
    • Journal Title

      Biochim.Biophys.Acta

      Volume: 1797 Pages: 1343-1352

    • 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.2010

    • Author(s)
      M.Nakanishi-Matsui, S.Kashiwagi, M.Kojima, T.Nonaka, M.Futai
    • Journal Title

      Biochem.Biophys.Res.Commun.

      Volume: 395 Pages: 173-177

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single molecule behavior of inhibited and active States of Escherichia coli ATP synthase F_1 rotation.2010

    • Author(s)
      M.Sekiya, H.Hosokawa, M.Nakanishi-Matsui, M.K.Al-Shawi, R.K.Nakamoto, M.Futai
    • Journal Title

      J.Biol.Chem.

      Volume: 285 Pages: 42058-42067

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 破骨細胞に発現するV-ATPaseのイソフォーム構成とATPase活性2011

    • Author(s)
      松元奈緒美, 中西(松井)真弓, 二井將光
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡((東北関東大震災のため中止) 当初の予定)
    • Year and Date
      2011-03-30
  • [Presentation] 大腸菌ATP合成酵素におけるεサブユニットの役割2011

    • Author(s)
      関谷瑞樹, 中西(松井)真弓, 西山枝里, R.K.Nakamoto, M.K.Al-Shawi, 二井將光
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡((東北関東大震災のため中止) 当初の予定)
    • Year and Date
      2011-03-30
  • [Presentation] Single molecule detection of an intrinsic inhibited state of the E.coli F_1 ATPase2010

    • Author(s)
      關谷瑞樹, 細川浩之, Robert K.Nakamoto, Marwan K.Al-Shawi, 中西(松井)真弓, 二井將光
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] Effect of ε subunit on F_1 rotation in E.coli ATP synthase.2010

    • Author(s)
      關谷瑞樹, 西山枝里, R.K.Nakamoto, 中西(松井)真弓, 二井將光
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] Afunctional analysis of vacuolar H^+ ATPase subunit C in yeast.2010

    • Author(s)
      岡本晴子, 二井將光
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] LPS(リポポリサッカライド)が誘導するマクロファージの細胞融合2010

    • Author(s)
      中西真弓
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] The intrinsic inhibition mechanism of ATP hydrolysis in ATP synthase : Single molecule observation.2010

    • Author(s)
      M.Sekiya, H.Hosokawa, M.Nakanishi-Matsui, M.Futai
    • Organizer
      FAOBMB Symposium(OzBio2010)
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] Different localization of specific V-ATPase between osteoclast and LPS-induced multinuclear cells.2010

    • Author(s)
      M.Nakanishi-Matsui, S., Yano, N.Matsumoto, M.Futai
    • Organizer
      FASEB Summer research conferences
    • Place of Presentation
      Colorado, USA
    • Year and Date
      2010-06-10
  • [Presentation] Thermodynamics of single molecule rotation of Escherichia coli F-ATPase.2010

    • Author(s)
      M.Sekiya, H.Hosokawa, R.K.Nakamoto, M.K.Al-Shawi, M.Nakanishi-Matsui, M.Futai
    • Organizer
      FASEB Summer research conferences
    • Place of Presentation
      Colorado, USA
    • Year and Date
      2010-06-09
  • [Presentation] プロトンの生理学的役割について2010

    • Author(s)
      二井將光
    • Organizer
      第87回日本生理学会
    • Place of Presentation
      盛岡, 岩手(記念講演)
    • Year and Date
      2010-05-21
  • [Presentation] What we have learned from single molecules : from the results of F-ATPase(F_0F_1)2010

    • Author(s)
      二井將光
    • Organizer
      Symposium on The Future of Biochemistry and Molecular Biology in the 21 Century
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2010-05-08

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Published: 2012-07-19   Modified: 2013-05-09  

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