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2014 Fiscal Year Annual Research Report

F1‐ATPaseの効率はなぜ高いか

Research Project

Project/Area Number 24570187
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

宗行 英朗  中央大学, 理工学部, 教授 (80219865)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords生体エネルギー変換 / 分子モーター / F1-ATPase
Outline of Annual Research Achievements

分子モーターF1-ATPaseは,すでに非常に高効率な自由エネルギー変換をすることが分かっている.この高効率を達成するメカニズムについて,効率の低下した変異体との比較から手がかりを得ようと言うのが本研究の目的とするところであった.ほぼ予定通り,ADPによる阻害を受けにくく,ストールトルクが低下した変異体 (βG158A,T165S,Y341W)について,野生型とATP水解から合成の条件まで含めて非平衡的な揺らぎによる回転自由度への散逸の計測を行い,ストールトルクの低下した変異体は回転自由度への熱の散逸も低下していることが分かり,論文を投稿,出版することが出来た(New Journal of Physics 17 (2015) 015008, doi:10.1088 /1367-2630 /17 /1/ 015008).しかし,回転を駆動する有効ポテンシャルの測定は,この変異体の回転速度が観察中に変化しやすいことなどから,予備的なデータの取得にとどまっている.
研究がすべて計画通りに進んだわけではないが,生物の持つ分子モーターの自由エネルギー変換について,従来にない定量的な評価をすることが出来,理論との比較が可能な新たな一歩を踏み出せたことは重要な意義があると自負している.

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Single molecule thermodynamics of ATP synthesis by F 1 -ATPase2015

    • Author(s)
      Shoichi Toyabe, Eiro Muneyuki
    • Journal Title

      New Journal of Physics

      Volume: 17 Pages: 1-7

    • DOI

      doi:10.1088/1367-2630/17/1/015008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CHARMM Force-Fields with Modified Polyphosphate Parameters Allow Stable Simulation of the ATP-Bound Structure of Ca2+-ATPase2014

    • Author(s)
      Yasuaki Komuro, Suyong Re, Chigusa Kobayashi, Eiro Muneyuki, Yuji Sugita
    • Journal Title

      J. Chem. Theory Comput.

      Volume: 10 Pages: 4133-4142

    • DOI

      DOI: 10.1021/ct5004143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Torque Generation of Enterococcus hirae V-ATPase2014

    • Author(s)
      Ueno H, Minagawa Y, Hara M, Rahman S, Yamato I, Muneyuki E, Noji H, Murata T, Iino R.
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 289 Pages: 31212-31223

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M114.598177

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 外力存在下のF1-ATPaseの回転観察2015

    • Author(s)
      菊池洋輔,鳥谷部祥一,上野博史,宗行英朗
    • Organizer
      2015年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      東京 学習院大学
    • Year and Date
      2015-01-07 – 2015-01-09
  • [Presentation] 改良した多リン酸力場を用いた ATP/ADP 結合状態の筋小胞体カルシウムポンプの分子動力学計算2014

    • Author(s)
      小室 靖明, 李 秀栄, 小林 千草, 宗行 英朗, 杉田 有治
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2015-09-27
  • [Presentation] F1-ATPase のP-loop変異体TF1(βG158A)に対するリン酸の阻害効果2014

    • Author(s)
      星名 仁志, 吉田 光, 伊藤 亜由美, 伊藤 丈太郎, 鳥谷部 祥一, 上野 博史, 宗行 英朗
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Nucleotide binding to TF1 β subunit in relation to the effect of Pi2014

    • Author(s)
      長埜 陸, 小原 清志, 上野 博史, 宗行 英朗
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Rotor-Stator Interactions in V1 and Vo from Enterococcus hirae V-ATPase2014

    • Author(s)
      上野 博史, 皆川 慶嘉, 原 舞雪, 山登 一郎, 野地 博行, 村田 武士, 飯野 亮太, 宗行 英朗
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Observation of the rotation of F1-ATPase under the constant external torque2014

    • Author(s)
      菊池 洋輔, 上野 博史, 中山 隆宏, 宗行 英朗, 鳥谷部 祥一
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] TF1 β;E190D変異体の外部トルク依存性2014

    • Author(s)
      田中 真奈, 河上 知広, 鳥谷部 祥一, 上野 博史, 工藤 正史, 宗行 英朗
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Book] DOJIN BIOSCIENCE SERIES 17 一分子生物学 (原田 慶恵 石渡 信一 編 )2014

    • Author(s)
      上野博史, 鳥谷部祥一, 宗行英朗
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] 化学フロンティアシリーズ 23 1分子ナノバイオ計測 (野地博行 編 )2014

    • Author(s)
      鳥谷部祥一,宗行英朗
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      化学同人
  • [Remarks] 最近の研究から

    • URL

      http://www.phys.chuo-u.ac.jp/j/muneyuki/?%BA%C7%B6%E1%A4%CE%B8%A6%B5%E6%A4%AB%A4%E9

URL: 

Published: 2016-06-01  

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