Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒ‐１によるヒトＡＴＰ合成酵素の制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24570149
• 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: 東京大学 (2014); 東京工業大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 鈴木 俊治 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 主幹研究員 (60618809)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ATPase / F1-ATPase / single molecule analysis / ATP / FoF1-ATP合成酵素 / human / motor protein / 反応素過程

研究成果の概要

顕微鏡一分子観察によりヒトF1の回転スキームを決定し、それはバクテリアF1のものとは異なる事を明らかにした。この成果により、今まで解釈不能であった多数のウシF1のX線結晶構造の機能的解釈を行うことが可能となった。IF1による回転の阻害を分析した結果、IF1は回転を加水分解の素過程を待つ角度である90度で停止させたが、外部磁場によりヒトF1をATP合成方向に強制回転させることにより、阻害が解除される事が明らかになった。これらの結果は、IF1はATP加水分解の素過程を阻害し、ATP合成反応は阻害しないという結晶構造解析や生化学的解析結果と一致し、将来的なATP合成酵素の制御の手がかりを得た。

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] Vesicular Glutamate Transporters use flexible anion and cation binding sites for efficient accumulation of neurotransmitter. (2014)
  • 著者名/発表者名: Preobraschenski, J, Zender, JF, Suzuki, T, and Jahn, R
  • 雑誌名: Neuron 巻: 84 号: 6 ページ: 1287-301
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.11.008
  • 査読あり
• [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
• [学会発表] 生命のATPシステムを作り出す、FoF1-ATP合成酵素の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治
  • 学会等名: 東京大学 講演会
  • 発表場所: 東京大学・本郷
  • 年月日: 2014-06-10
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule analyses of human F1-ATPase revealed distinct rotation scheme of mitochondrial F1 motor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiharu Suzuki
  • 学会等名: Tokyo ATPase Workshop
  • 発表場所: 東京大学・本郷
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-03
  • 招待講演
• [学会発表] 生命のATPシステムを作り出すFoF1-ATP合成酵素 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治
  • 学会等名: 大阪大学 医学部講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 招待講演
• [学会発表] Single molecule analyses of human F1-ATPase revealed distinct rotation scheme of mitochondrial F1 motor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiharu Suzuki, Kazumi Tanaka, Chiaki Wakabayashi, Shou Furuike, Eiichiro Saita, Kazuhiko Kinosita, Masasuke Yoshida
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ヒトF1-ATPaseの一分子解析が明らかにした、バクテリアとは異なったミトコンドリアF1の回転スキーム (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治、田中一巳、若林千晃、古池 晶、税田英一郎、木下一彦、吉田賢右
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第39開討論会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] Single-molecule analyses of the rotation and regulation of human F1-ATPase (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiharu Suzuki, Tanaka Kazumi, Chiaki Wakabayashi, Eiichiro Saita, Shou Furuike, Kazuhiko Kinosita Jr, Masasuke Yoshida
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] ヒトF1-ATPaseの回転・制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治
  • 学会等名: 分子モーター討論会
  • 発表場所: 東大・本郷
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトF1-ATPaseの回転と制御の一分子解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治、田中一巳、若林千晃、古池 晶、税田英一郎、木下一彦、吉田賢右
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [図書] 実験医学増刊「構造生命科学で何がわかるのか、何ができるのか」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊治、吉田賢右
  • 総ページ数: 150
  • 出版者: 羊土社