葉緑体型ＡＴＰ合成酵素の活性調節機構を構造の側面から理解する

• 研究課題/領域番号: 23570159
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 紺野 宏記 金沢大学, バイオAFM先端研究センター, 准教授 (80419267)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: ATP合成酵素 / 葉緑体 / 活性制御 / ＡＴＰ合成酵素

研究概要

葉緑体型ATP合成酵素の部分複合体であるα3β3γに存在する挿入配列とε阻害の関係を構造生物学的側面から理解するために、α3β3γεのX線結晶構造解析に取り組んだ。これまで、結晶化に適した変異α3β3γεの作成に成功し、結晶を得ることができたが、高分解能のデータはまだ得られていない。
また、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御に重要な挿入配列がどのように遠く離れた触媒部位であるβサブユニットに影響しているかを生化学的手法により検証し、γサブユニット上のN末端およびC末端のα-ヘリックスのコイルドコイル構造の相対的なズレが、挿入配列による活性制御効果をβサブユニットに伝達している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Reversible control of F1-ATPase rotational motion using a photochromic ATP analog at the single moecule level (2014)
  • 著者名/発表者名: Sunamura, E., Kamei, K., Konno, H., Tamaoki, N., Hisabori, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 446 号: 1 ページ: 358-363
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.02.117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible control of F1-ATPase rotational motion using a photochromic ATP analog at the single moecule level (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Sunamura, K. Kamei, H. Konno, N. Tamaoki, T. Hisabori
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Common evolutionary origin for the rotor domain of rotary ATPases and Flagellar protein export apparatus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kishikawa, J., et al
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 5 ページ: 64692013-64692013
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0064695
  • 査読あり
• [雑誌論文] The chloroplast ATP synthase equips the marvelous redox regulation machinery (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Hisabori
  • 雑誌名: Antioxid. Redox Signal 巻: 19 号: 15 ページ: 1846-1854
  • DOI: 10.1089/ars.2012.5044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-scale alignment of proteins on a nexible DNA back-bone (2012)
  • 著者名/発表者名: Nojima, T.*, Konno, H., Kodera, N., Seio, K, Taguchi, H., Yoshida, M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 12 ページ: 52534-52534
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0052534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational change of the y subunit indirectly regulates the activity of cyanobacterial Fi-ATPase (2012)
  • 著者名/発表者名: Ei-ichiro Sunamura
  • 雑誌名: J. Biol. Chem., 巻: 287 号: 46 ページ: 38695-704
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.395053
  • 査読あり
• [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] Thiol Modulation of the Chloroplast ATP Synthase is Dependent on the Energization of Thylakoid Membranes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Konno H, Nakane T, Yoshida M, Ueoka-Nakanishi H, Hara S, Hisabori T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 626-634
  • NAID: 10030653175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of F_oF_1-ATPase from Synechocystis sp. PCC 6803 by theγandεsubunits is significant for light/dark adaptation (2011)
  • 著者名/発表者名: Imashimizu, M., Bernat, G., Sunamura, EI., Broekmans, M., Konno, H., Isato, K., Roegner, M., Hisabori, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 号: 30 ページ: 26595-26602
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.234138
• [学会発表] 葉緑体チオール酵素のin vivoレドックス状態に影響を与える因子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡裕太, 吉田啓亮, 紺野宏記, 久堀徹
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
• [学会発表] 葉緑体チオール酵素の in vivo レドックス状態に影響を与える因子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡裕太,吉田啓亮,紺野宏記,久堀徹
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] 葉緑体ATP合成酵素の活性調節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 紺野宏記
  • 学会等名: 北陸植物学会2013年度北陸地区インターキャンパスセミナー
  • 発表場所: 金沢大学サテライト・プラザ
  • 年月日: 2013-06-23
• [学会発表] 光応答性ATPアナログによるF1-ATPaseの活性と回転の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 砂村栄一郎, 亀井敬, 紺野宏記, 玉置信之, 久堀徹
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会・第39回討論会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター
• [学会発表] Investigation of hPrx2 oligomerization process by high-speed AFM (2013)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Haruyama, Noriyuki Kodera, Hiroki Konno.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] Real-time observation of amyloid fibril formation of yeast prion Sup35 by high-speed atomic force microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Liwen Zhu, Hiroki Konno, Momoko Okuda, Noriyuki Kodera, Toshio Ando, Hideki Taguchi.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] シアノバクテリアF1- ATPaseにおけるγサブユニットの構造変化と活性制御の関連 (2012)
  • 著者名/発表者名: 砂村栄一郎, 紺野宏記, 今清水真理, 持丸真理, 久堀徹
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会・第38回討論会
  • 発表場所: 岡山大学薬学部
• [学会発表] DNA構造によるタンパク質の柔軟な連結 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野島達也, 紺野宏記, 古寺哲幸, 清尾康, 田口英樹, 吉田賢右
  • 学会等名: 細胞を創る研究会5.0
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス
• [学会発表] Conformational change of theγsubunit regulates the ATP hydrolysis activity of cyanobacterial ATP synthase (2012)
  • 著者名/発表者名: Sunamura, EI, Konno, H, Imashimizu, M, Mochimaru, M, Hisabori, T.
  • 学会等名: 17th European Bioenergetics Conference
  • 発表場所: University of Freiburg, Germany
• [学会発表] シアノバクテリアF1-ATPaseにおけるγサブユニットの構造変化と活性制御の関連 (2012)
  • 著者名/発表者名: 砂村栄一郎、紺野宏記、今清水真理、持丸真理、久堀徹
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会・第38回討論会
  • 発表場所: 岡山大学薬学部
• [学会発表] DNA構造によるタンパク質の柔軟な連結 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野島 達也、紺野 宏記、古寺 哲幸、清尾 康志、田口 英樹、吉田 賢右
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会5.0
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス
• [学会発表] Conformational change of the γ subunit regulates the ATP hydrolysis activity of cyanobacterial ATP synthase (2012)
  • 著者名/発表者名: Sunamura, EI, Konno, H, Imashimizu, M, Mochimaru, M, Hisabori, T
  • 学会等名: 17th European Bioenergetics Conference
  • 発表場所: University of Freiburg, Germany
• [学会発表] ホウレンソウ緑葉における葉緑体ATP合成酵素γサブユニットの酸化還元調節の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 紺野宏記, 中根武, 吉田右賢, 上岡―中西華代, 原怜, 久堀徹
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] ホウレンソウ緑葉における葉緑体ＡＴＰ合成酵素γサブユニットの酸化還元調節の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 紺野宏記、中根 武、吉田右賢、上岡―中西華代、原 怜、久堀 徹
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.se.kanazawa-u.ac.jp/bioafm_center/j/
• [備考] 金沢大学バイオAFM先端研究センター
  • URL: http://www.se.kanazawa-u.ac.jp/bioafm_center/j/Imaging%20Div.htm
• [備考] 東京工業大学・資源化学研究所・久堀研究室
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/Hisabori_HomePage/papers.html