ATP合成酵素を中心としたイオン駆動型分子モーターの普遍的作動原理の解明

• 研究領域: 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
• 研究課題/領域番号: 25117505
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邉 力也 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30540108)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: 生体分子機械 / 膜輸送体 / イオン駆動力 / 1分子生物物理

研究実績の概要

本研究では、膜輸送体のための新しい計測技術を自主開発し、膜輸送体であるF型ATP合成酵素の構造変化ならびに機能であるイオン輸送の1分子計測を世界に先駆けて達成した。この技術は、膜輸送体だけでなく、生体膜上に存在する様々な膜タンパク質の計測に応用できる可能性があり、今後の膜タンパク質研究において大きく貢献することが強く期待される。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Torque transmission mechanism via DELSEED loop of F1-ATPase (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Koyasu K, You H, Tanigawara M and Noji H
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 108 号: 5 ページ: 1144-1152
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2015.01.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of an ATP analogue, adenosine 5′-[α-thio]-triphosphate, on F1-ATPase rotary catalysis, torque generation, and inhibited intermediated formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukawa A, Watanabe R and Noji H
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 458 号: 3 ページ: 515-519
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.01.146
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Key Chemical Factors of Arginine Finger Catalysis of F1-ATPase Clarified by an Unnatural Amino Acid Mutation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukawa A, Iino R, Watanabe R, Hayashi S and Noji H
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 54 号: 2 ページ: 472-480
  • DOI: 10.1021/bi501138b
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-throughput formation of lipid bilayer membrane arrays with an asymmetric lipid composition (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R., Soga N., Yamanaka T. & Noji H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 7076-7076
  • DOI: 10.1038/srep07076
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermodynamic analysis of F1-ATPase rotary catalysis using high-speed imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Minagawa Y and Noji H
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 23 号: 12 ページ: 1773-1779
  • DOI: 10.1002/pro.2559
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Torque generation mechanism of F1-ATPase upon NTP binding (2014)
  • 著者名/発表者名: Arai HC, Yukawa A, Iwatate JR, Kamiya M, Watanabe R, Urano Y and Noji H
  • 雑誌名: Biophys J 巻: 107 号: 1 ページ: 156-164
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2014.05.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arrayed lipid bilayer chambers allow single-molecule analysis of membrane transporter activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R., Soga N., Fujita D., Tabata K. V., Yamauchi L., Kim S. H., Asanuma D., Kamiya M., Urano Y., Suga H. & Noji H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 4519-4519
  • DOI: 10.1038/ncomms5519
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Robustness of the Rotary Catalysis Mechanism of F1-ATPase (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Matsukage Y, Yukawa A, Tabata KV and Noji H
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 号: 28 ページ: 19331-19340
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.569905
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the temperature-sensitive reaction of F1-ATPase by using single molecule manipulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R and Noji H
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 4962-4962
  • DOI: 10.1038/srep04962
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Timing of inorganic phosphate release modulates the catalytic activity of ATP-driven rotary motor protein (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R and Noji H
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3486-3486
  • DOI: 10.1038/ncomms4486
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Catalysis-enhancement via rotary fluctuation of F1-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Hayashi K, Ueno H and Noji H
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 105 号: 10 ページ: 2385-2391
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.09.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] High throughput formation of sub-million lipid membrane arrays for measuring membrane protein activities (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, R., Fujita, D., Tabata, KV., Yamauchi, L., Soga, N., Kim, SH., Suga, H & Noji, H.
  • 雑誌名: Proceedings of 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences 巻: 1 ページ: 1314-1316
  • 査読あり
• [学会発表] High throughput formation of sub-million lipid membrane arrays for measuring membrane protein activities
  • 著者名/発表者名: Watanabe, R., Fujita, D., Tabata, KV., Yamauchi, L., Soga, N., Kim, SH., Suga, H & Noji, H.
  • 学会等名: 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Freiburg, Germany
• [学会発表] Single molecule biophysics of FoF1-ATP synthase
  • 著者名/発表者名: Watanabe, R.
  • 学会等名: Department Seminar. Max-Planck-Institute, Biophysics
  • 発表場所: Frankfurt, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Robustness of rotary catalysis mechanism of F1-ATPase
  • 著者名/発表者名: Watanabe, R, & Noji, H
  • 学会等名: 57th Annual meeting of Biophysical society
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] 脂質膜アレイを利用した膜輸送体の物質輸送の1分子計測
  • 著者名/発表者名: 渡邉力也、曽我直樹、野地博行
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会年会
  • 発表場所: グランシップ・静岡