• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

一分子計測による回転分子モーターF型ATP合成酵素の回転機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 13J09730
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理学
研究機関東京大学

研究代表者

曽我 直樹  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードATP合成酵素 / 微細加工 / マイクロチャンバー / 膜輸送体 / F型ATP合成酵素 / バイオセンサー / 生体膜 / トランスポーター / マイクロデバイス / 能動輸送 / 受動輸送 / 一分子計測
研究実績の概要

本研究は、ATP合成酵素(以下、FoF1)のプロトン輸送と回転運動の共役機構の解明を目的としている。これを行うため、一分子レベルでこれら二つを同時に可視化することが有力な手段と考えられる。これまでに、微細加工技術を用い、脂質二重膜により閉ざされたチャンバー (体積: ~fL)をアレイ化したデバイス(ALBiC)を開発した。この実験系により、ATP合成酵素一分子のプロトン輸送活性だけでなく、様々な一分子膜輸送体の輸送活性を高感度に検出する事が可能になった。また、さらなる高感度・高速検出を目指し、リポソームと同等の体積である~100 aLまで小さくしたaL-ALBiCを開発し、原著論文として発表された。
この脂質膜デバイス上におけるATP合成酵素の回転運動観察も成功している。しかし、ATP合成酵素の脂質膜デバイスへの再構成が制御出来ないため、再現性が著しく悪いという問題点があった。そこで、特殊な界面活性剤を用いた新規再構成方法を開発した。この手法により、再構成効率が向上しただけでなく、これまで制御できなかった再構成される膜輸送体の方向性までも制御が可能になった。また、この手法は脂質膜デバイスだけに限らず、人工膜小胞においても容易な膜輸送体の再構成が可能になる事から汎用性に優れており、今後原著論文として投稿する予定である。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Single molecule analysis of membrane transporter activity by using a microsystem2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, R., Soga, N., Ohdate, S., Noji, H.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Novel nano-device to measure voltage-driven membrane transporter activity2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, R., Soga, N., & Noji, H.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nanotechnology

      巻: 15 号: 1 ページ: 70-73

    • DOI

      10.1109/tnano.2015.2498167

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Attolitre-sized lipid bilayer chamber array for rapid detection of single transporters2015

    • 著者名/発表者名
      Soga, N., *Watanabe, R., & Noji, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 11025-11025

    • DOI

      10.1038/srep11025

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-throughput formation of lipid bilayer membrane arrays with an asymmetric lipid composition2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe R., Soga N., Yamanaka T. & Noji H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1 ページ: 7076-7076

    • DOI

      10.1038/srep07076

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Attoliter-sized arrayed lipid bilayer chamber system for higher sensitive transporter assay2014

    • 著者名/発表者名
      Soga N., Watanabe R., Yamanaka T. & Noji H.
    • 雑誌名

      Proceedings of 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2014)

      巻: 2014 ページ: 1808-1811

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High throughput formation of sub-million lipid membrane arrays with an asymmetric lipid composition2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe R., Soga N., Yamanaka T. & Noji H.
    • 雑誌名

      Proceedings of 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2014)

      巻: 2014 ページ: 4519-4519

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arrayed lipid bilayer chambers allow single-molecule analysis of membrane transporter activity2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe R., Soga N., Fujita D., Tabata K. V., Yamauchi L., Kim S. H., Asanuma D., Kamiya M., Urano Y., Suga H. & Noji H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 4519-4519

    • DOI

      10.1038/ncomms5519

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Toward simultaneous observation of conformational dynamics and proton transport in FoF1-ATP synthase2015

    • 著者名/発表者名
      曽我直樹
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川、金沢)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Atto-literサイズセルを用いた一分子膜輸送体活性の超高感度・高速計測系2015

    • 著者名/発表者名
      曽我直樹
    • 学会等名
      第10会日本トランスポーター研究会
    • 発表場所
      慶応大学(東京、港区)
    • 年月日
      2015-06-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Attoliter-sized arrayed lipid bilayer chamber system for higher sensitive transporter assay2014

    • 著者名/発表者名
      Soga N., Watanabe R., Yamanaka T. & Noji H.
    • 学会等名
      Proceedings of 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2014)
    • 発表場所
      San Antonio, USA
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fast measurements of membrane transporter activity with attoliter-sized arrayed lipid bilayer chamber system2014

    • 著者名/発表者名
      Soga N., Watanabe R. & Noji H.
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 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] Fast fluorescence detection of single transporter activity with attoliter-sized arrayed lipid bilayer chamber system2014

    • 著者名/発表者名
      Soga N., Watanabe R. & Noji H.
    • 学会等名
      RSC International Tokyo Conference
    • 発表場所
      Makuhari Messe,Chiba
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule rotation assay of FoF1 on arrayed lipid bilyaer chamber system (ALBiCs)2014

    • 著者名/発表者名
      Soga N., Watanabe R. & Noji H.
    • 学会等名
      18th European Bioenergetics Conference
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Navel method for high throughput formation of lipid membrane arrays2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Soga
    • 学会等名
      56^<th> american biophysical society annual meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-02-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lipid bilayer chamber array system for massive measurement of transporter activity2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Soga
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都・国立京都国際会館
    • 年月日
      2013-10-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi