生体分子モーターF1への熱力学的不確定性関係の応用

• 研究課題/領域番号: 24K06971
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 洋平 東北大学, 工学研究科, 助教 (20757728)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024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: 分子モーター / 非平衡熱力学 / 非平衡統計力学 / 生物物理

研究開始時の研究の概要

生体内で働くナノマシンの一つである分子モーターF1-ATPaseは、エネルギー変換効率が極めて高いことが知られている。F1-ATPaseのエネルギー変換効率は、一部のアミノ酸を置き換えることによって低下するが、具体的にどのくらい低下するかの評価はなされていない。本研究では、一分子実験によって得られるデータを熱力学的不確定性関係と呼ばれる不等式に当てはめることによって、変異体のエネルギー変換効率を定量することで、本来のF1-ATPaseが高いエネルギー変換効率を実現しているメカニズムを明らかにすることを目指す。