ＡＴＰ合成酵素の構造と制御と生理

• 研究課題/領域番号: 23227006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 早稲田大学 (2013); 京都産業大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 吉田 賢右 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (90049073)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 106,210千円 (直接経費: 81,700千円、間接経費: 24,510千円); 2013年度: 50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円); 2012年度: 50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: ATP / ATPsynthase / FoF1 / F1 / IF1 / ATP synthesis / Orf47 / ＡＴＰ合成 / ＡＴＰ合成酵素 / 細胞エネルギー / ミトコンドリア / 回転モーター / 生体エネルギー変換 / ATP合成 / 酵素の調節

研究成果の概要

細菌のF1は0度, 40度, 80度でトルクを発生することがわかった。40度のトルクは新発見である。植物葉緑体のATP合成酵素のガンマサブユニットは、日の出とともに還元されて酵素は活性化、日暮れになると酸化されて不活性化することを野外のホウレン草で見出した。ヒトF1は、0→65度（ATPの結合）、65→90度（リン酸の解離）、90度でATP加水分解が起きることを発見した。ミトコンドリアATP合成酵素の量を制御する因子（Orf47）を発見した。ミトコンドリアATP合成酵素の阻害因子IF1を完全に失ったノックアウトマウスを作成した。驚いたことに、健康であった。

評価記号

検証結果 (区分)

A-

研究成果

• [雑誌論文] Chemo-mechanical coupling of human mitochondrial F1-ATPase motor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T*, Tanaka K, Wakabayashi C, Saita E, Yoshida M
  • 雑誌名: Nature Chem Biol 巻: 10 号: 11 ページ: 930-936
  • DOI: 10.1038/nchembio.1635
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Active-Site Structure of Thermophilic Foc-Subunit Ring in Membranes Elucidated by Solid-State NMR (2014)
  • 著者名/発表者名: Kang S, Todokoro Y, Yumen I, Shen B, Iwasaki I, Suzuki T, Miyagi A, Morikawa K, Yoshida M, Fujiwara T, Akutsu H
  • 雑誌名: Biophys J 巻: 106 号: 2 ページ: 390-398
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.12.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of intra-mitochondrial ATP levels identifies G0/G1 switch gene 2 as a positive regulator of oxidative phosphorylation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kioka H, Kato H, Fujikawa M, Tsukamoto O, Suzuki T, Imamura H, Nakano A, Higo S, Yamazaki S, Matsuzaki T, Tkafuji K, Asanuma H, Asakura M, Minamino T, Shintani Y, Yoshida M, Noji H, Kitakaze M, Komuro I, Asano Y and Takashima S
  • 雑誌名: PNAS 巻: 111 号: 1 ページ: 273-278
  • DOI: 10.1073/pnas.1318547111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional analysis of membraneous Fo-a subunit of F1Fo-ATP synthase by in vitro protein synthesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuruma Y
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 442 号: 4 ページ: 631-638
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, characterization and reconstitution into membranes of the oligomeric c-subunit ring of thermophilic F_0F_1-ATP synthase expressed in Escherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: I Yumen, I Iwasaki, T Suzuki, Y Todokoro, K Tanaka, O Okada, T Fujiwara, M Yoshida, H Akutsu
  • 雑誌名: Protein Expr Purif 巻: 82 号: 2 ページ: 396-401
  • DOI: 10.1016/j.pep.2012.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing the actual contribution of IF1, an inhibitor of mitochondrial FoF1, to ATP homeostasis, cell growth, mitochondrial morphology and cell viability (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa M, Imamura H, Nakamura J, Yoshida M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 号: 22 ページ: 18781-18787
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.345793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled rotation of the F1-ATPase reveals differential and continuous binding changes for ATP synthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Adachi, K., et al.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 3 号: 1 ページ: 1022-1022
  • DOI: 10.1038/ncomms2026
  • 査読あり
• [学会発表] Mammalian and Bacterial ATP Synthase: Rotation and Regulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ｍａｓａｓｕｋｅ Ｙｏｓｈｉｄａ
  • 学会等名: Ｇｏｒｄｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｎｆｆｅｒｅｎｃｅ
  • 発表場所: 米国、ボストン近郊
  • 年月日: 2015-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] ATP合成酵素の機能と構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田賢右
  • 学会等名: 細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-13
  • 招待講演
• [備考] 吉田賢右 らのグループが人間の細胞のエネルギー分子（ATP）を合成する酵素のメカニズムを解明
  • URL: http://www.kyoto-su.ac.jp/more/2014/305/20141006_news.html