2015 Fiscal Year Annual Research Report
ＡＴＰ駆動サイボーグ回転分子モーターの創生
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
26102507
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
飯野 亮太 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子モーター / タンパク質工学 / １分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
回転分子モーターF1-ATPaseにおけるATP加水分解反応の触媒に重要な役割を果たすαサブユニット上のアミノ酸残基、アルギニンフィンガーの役割を調べるため、アルギニン残基を非天然アミノ酸である2,7-diaminoheptanoic acid（Lyk）に置換した非天然型F1-ATPaseを創生した。具体的には、アンバーコドンを利用して非天然アミノ酸を導入したαサブユニットを無細胞タンパク質発現系で合成し、β、γサブユニットを発現させた大腸菌の破砕液と混合することで再構成させる手法を確立した。
さらに、創生した非天然型F1-ATPaseの１分子回転観察で機能解析を行った。ATP存在下で、非天然型F1-ATPaseは野生型と同様、回転子から見て反時計回りの回転運動を示した。しかしながら、最高回転速度は0.2rpsと野生型の1/500程度に大きく低下しており、高濃度[ATP]においても120度間隔の3か所の停止が観察された。また、ATPの結合速度定数は6.5x10E6 M-1s-1と野生型の1/3程度であった。低濃度[ATP]と高濃度[ATP]の溶液交換実験の結果、長くなっているのは40度サブステップ前の停止であることが明らかとなった。また、ATPγSを基質に用いた１分子回転実験では停止の長さが30倍長くなった。さらに、溶液中に過剰の無機リン酸を加えた際の回転運動への影響は野生型と変わらなかった。これらの結果から、非天然型F1-ATPaseは野生型に比べ、ATPのリン酸結合の開裂が非常に遅くなっていることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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