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F型ATP合成酵素のFI複合体の構造、機能および選択性

研究課題

研究課題/領域番号 13F03705
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生物物理学
研究機関京都大学

研究代表者

高田 彰二  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60304086)

研究分担者 KRAH Alexander  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
KRAH Alexander  京都大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2014年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードF型ATP合成酵素 / εサブユニット / 分子動力学シミュレーション
研究実績の概要

F型ATP合成酵素のATP加水分解阻害機構は、哺乳類と細菌でまったく異なっている。哺乳類では、pH依存的に、阻害タンパク質IF1が阻害作用を引き起こすのに対して、細菌では、ATPと、種によってはマグネシウムと, によってεサブユニットが阻害作用を起こしている。この差異を利用すると、εのATP/マグネシウム結合サイトをターゲットにして薬剤を設計できれば、副作用の少ないものになることが期待できる。
昨年度我々は、Bacillus subtilisのεサブユニットにおける、これまで知られていなかったMg2+ 結合サイトを明らかにした。この機能的意味を明らかにするために, 今年度我々は、配列上にているBacillus anthracisのεサブユニットの計算を行ったが、Bacillus anthracisにおいては対応するMg2+結合サイトは機能しないことがわかった。 また、Bacillus subtilisのεサブユニットにおいて、Mg2+結合を阻害するようなアミノ酸変異を計算モデルに導入し、その変異の効果を調べた。
さらに、thermophilic Bacillus PS3のεについて、ATP結合サイトの研究も実施した。この種では、ε結晶構造がダイマーとして得られているが、機能状態はモノマーである。結晶構造において、ATP結合サイトはダイマーの境界にあり、実際、ATP分子は二つのε分子に配位している。そこで、εモノマーについて100nsの分子動力学シミュレーションを行い、それに基づいてATP結合について研究した。ATPを取り巻くArgのコンフォメーションが大きく変化していることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Molecular mechanism of the epsilon subunit from F-type ATP synthases studied by Molecular Dynamics simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Alexander Krah
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌、日本
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] On the ATP Binding Site of the ATP Synthase Epsilon Subunit from Thermophilic Bacillus PS3 Derived by Molecular Dynamics Simulations2014

    • 著者名/発表者名
      Alexander Krah
    • 学会等名
      Tokyo ATPase workshop
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Mg<sup>2+</sup> binding site of the ATP synt hase & epsilon ; sub unit from <i> Bacillus subtilis </i> derived by Molecular Dynamics simul ations2013

    • 著者名/発表者名
      Alexander Krah, Shoji Takada
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立国際会議場(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The Mg<sup>2+</sup> binding site of the ATP synt hase & epsilon ; sub unit from <i>Bacillus subtilis<h> derived by Molecular Dynamics simul ations2013

    • 著者名/発表者名
      Alexander Krah, Shoji Takada
    • 学会等名
      Workshop on Modelling Biomolecular Systems in Cellular Environments
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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