• 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

Enterococcus hirae由来V型ATPaseの回転機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J10948
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

皆川 慶嘉  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードV1-ATPase / 分子モーター / EhVoV1のペリフェラルストークの役割
研究実績の概要

私はこれまで、Enterococcus hirae由来のV1(EhV1)の回転運動を観察し、ATP濃度に依存せずに120°毎に3つの停止点を示しながら1方向に回転することを明らかにした。これらの停止点で固定子(A3B3)の3つの触媒サイトではATP加水分解の反応素過程(ATP結合、ATP開裂、ADPの解離、Piの解離)のいずれかが起こっている。これら反応素過程と機械的な回転運動は強く共役しているため、どの停止点でどの反応素過程が起こっているか同定することは非常に重要である。そこで、蛍光でラベル化されたATP(Cy3-ATP)と回転軸DFに結合させた金コロイドの回転を同時に計測することによって、ATPの結合及びADPの解離と機械的な回転運動の関係を調べた。
結果として、Cy3-ATPの結合及びCy3-ADPの解離はそれぞれ最初の120°ステップ(0°~120°)と最後の120°ステップ(240°~360°)と同期していることが分かった。次に、120°ステップのどのタイミングでそれらの反応が起こっているか調べるため、ステップ直前直後の2点の蛍光強度を詳細に解析した。0° dwellの最後の点と120° dwellの最初の点の間で、蛍光強度は急激に上がっていた。対して、240° dwellの最後の点と360° dwellの最初の点の間では、蛍光強度が下がっていなかった。更に、カメラの撮影速度を60 fpsから150 fpsに上げると、360°dwellの最初の点の蛍光強度は上がった。
これら結果はATPの結合は120°ステップと厳密に同期していることを示している。また、ATPの結合が0°で起こると、ADPは360°で解離することも示している。そのため、ATPの結合に起因してADPの解離が起こっており、ATPの結合とADPの解離には明確な順番が存在していることが明らかとなった。

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

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Rotational mechanism of Enterococcus hirae V1-ATPase by crystal-structure and single-molecule analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Iino R, Minagawa Y, Ueno H, Suzuki K, and Murata T
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 31 ページ: 49-56

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2015.02.013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular structure and rotary dynamics of Enterococcus hirae V1-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      Iino R, Minagawa Y, Ueno H, Hara M, and Murata T
    • 雑誌名

      IUBMB Life

      巻: 66 号: 9 ページ: 624-630

    • DOI

      10.1002/iub.1311

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Torque generation of Enterococcus hirae V-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      Ueno H, Minagawa Y, Hara M, Rahman S, Yamato I, Muneyuki E, Murata T, and Iino R
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 289 号: 45 ページ: 31212-31223

    • DOI

      10.1074/jbc.m114.598177

    • 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
  • [学会発表] Single-molecule analysis of hybrid Enterococcus hirae V1-ATPase toward elucidation of the chemo-mechanical coupling scheme2015

    • 著者名/発表者名
      皆川慶嘉
    • 学会等名
      第53回日本生物物理年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rotation Assay of Hybrid Enterococcus hirae V1-ATPase toward revealing mechano-chemical coupling of V1-ATPase2015

    • 著者名/発表者名
      皆川慶嘉
    • 学会等名
      9th Asian Biophysics Association Symposium
    • 発表場所
      Shangyu International Hotel (Hangzhou, China)
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] V1-ATPaseの化学力学共役スキーム解明に向けたハイブリッドEnterococcus hirae V1-ATPaseの回転観察2015

    • 著者名/発表者名
      皆川慶嘉
    • 学会等名
      分子研研究会「膜タンパク内部のプロトン透過を考える」
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The role of amino acid residues located at the catalytic site in the rotation of Enterococcus hirae V1-ATPase2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Minagawa
    • 学会等名
      BIOPHYSICAL SOCIETY 59th ANNUAL MEETING
    • 発表場所
      Baltimore, America
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The role of amino acid residues located at the catalytic site in the rotation of Enterococcus hirae V1-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      皆川慶嘉
    • 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

URL: 

公開日: 2015-01-22   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