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2010 年度 研究成果報告書

ATP合成酵素の回転モーター制御の分子機構

計画研究

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研究領域膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス
研究課題/領域番号 18074002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京工業大学

研究代表者

久堀 徹  東京工業大学, 資源科学研究所, 教授 (40181094)

研究分担者 山田 康之  立教大学, 理学部, 准教授 (80386507)
紺野 宏記  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (80419267)
八木 宏昌  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (70332749)
連携研究者 紺野 宏記  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (80419267)
研究期間 (年度) 2006 – 2010
キーワードATP合成酵素 / 調節機構 / εサブユニット / 構造変化 / レドックス制御
研究概要

生体分子モーターの作動機構を明らかにするために、駆動機構の解明と制御機構の解明は車の両輪である。分子モーターの制御とは、モーター分子の原子レベルでの動きの制御である。本研究では、これを理解するために、回転軸(γサブユニット)側からの研究と、外的要因の研究を同時平行して実施した。(1)γサブユニットの構造変化による回転制御を1分子レベルで解析し、正確な角度解析により軸受け側のβサブユニットの構造と停止位置の対応付けを行った。また、磁気ピンセット技術を用いて、停止と回転に要する力を実測した。さらに、制御時に起こる構造変化を立体構造レベルで解明し、制御と構造の関連付けを行なった。(2)内在性阻害因子であるεサブユニットの機能を、阻害にかかる力の測定と分子構造の変化の両面から検証した。さらに内在性阻害因子の構造変化と膜ポテンシャルの関連付けを目指した。(3)細胞内におけるATP合成量と分子レベルでのATP合成酵素の活性変化の対応付けを行うことにより、回転調節の生理的な重要性について考察した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Regulation of F_oF_1-ATPase from Synechocystis sp. PCC 6803 by the γ and ε subunits is significant for light/dark adaptation2011

    • 著者名/発表者名
      Imashimizu M, Bernat G, Sunamura EI, Broekmans M, Konno H, Isato K, Rogner M, Hisabori T
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 286(30) ページ: 26595-26602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ATP binding to the ε subunit of thermophilic ATP synthase is crucial for efficient coupling of ATPase and H^+ pump activities2011

    • 著者名/発表者名
      Kadoya F, Kato S, Watanabe K, Kato-Yamada Y
    • 雑誌名

      Biochem. J.

      巻: 437(1) ページ: 135-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the relationship between ADP-inhibition and ε-inhibition in cyanobacterial F_1-ATPase2011

    • 著者名/発表者名
      Konno H, Isu A, Kim Y, Murakami-Fuse T, Sugano Y, Hisabori T
    • 雑誌名

      J. Biol Chem.

      巻: 286(15) ページ: 13423-13429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox regulation of rotation of the cyanobacterial F_1-ATPase containing thiol regulation switch2011

    • 著者名/発表者名
      Kim Y, Konno H, Sugano Y, Hisabori T
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 286(11) ページ: 9071-9078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiological impact of intrinsic ADP inhibition of cyanobacterial F_oF_1 conferred by the inherent sequence inserted into the γ subunit2010

    • 著者名/発表者名
      Sunamura E, Konno H, Imashimizu-Kobayashi M, Sugano Y, Hisabori T
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 51(6) ページ: 855-865

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional analysis of the intrinsic inhibitor subunit ε of F_1-ATPase from photosynthetic organisms2010

    • 著者名/発表者名
      Yagi H, Konno H, Murakami-Fuse T, Isu A, Oroguchi T, Akutsu H, Ikeguchi M, Hisabori T
    • 雑誌名

      Biochem. J.

      巻: 425 ページ: 85-94

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational transitions of subunit ε in ATP synthase from thermophilic Bacillus PS32010

    • 著者名/発表者名
      Feniouk BA, Kato-Yamada Y, Yoshida M, Suzuki T
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 98 ページ: 434-442

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the regulatory role of the ε subunit in ATP synthase2009

    • 著者名/発表者名
      Kato-Yamada, Y
    • 雑誌名

      Seikabgaku

      巻: 81 ページ: 943-952

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of nucleotide binding to the catalytic sites of thermophilic F_1-ATPase by the ε subunit: Implication for the role of the ε subunit in ATP synthesis2009

    • 著者名/発表者名
      Yasuno T, Muneyuki E, Yoshida M, Kato-Yamada Y
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 390 ページ: 230-234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular processes of inhibition and stimulation of ATP synthase caused by the phytotoxin tentoxin2008

    • 著者名/発表者名
      Meiss E, Konno H, Groth G, Hisabori T
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 283 ページ: 24594-24599

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures of the thermophilic F_1-ATPase ε subunit suggesting ATP-regulated arm motion of its C-terminal domain in F_12007

    • 著者名/発表者名
      Yagi H, Kajiwara N, Tanaka H, Tsukihara T, Kato-Yamada Y, Yoshida M, Akutsu H
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci USA

      巻: 104 ページ: 11233-11238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the ε subunit of thermophilic F_1-ATPase as a sensor for ATP2007

    • 著者名/発表者名
      Kato S, Yoshida M, Kato-Yamada Y
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 262 ページ: 37618-37623

    • 査読あり
  • [雑誌論文] γε sub-complex of thermophilic ATP synthase has the ability to bind ATP2006

    • 著者名/発表者名
      Iizuka S, Kato S, Yoshida M, Kato-Yamada Y
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 349 ページ: 1368-1371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of ATP levels inside single living cells with fluorescence resonance energy transfer-based genetically- encoded indicators

    • 著者名/発表者名
      Imamura H, Nhat KP, Togawa H, Saito K, Iino R, Kato-Yamada Y, Nagai T, Noji H
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 106 ページ: 15651-15656

    • 査読あり
  • [備考]

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/index-j.html

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公開日: 2013-07-31  

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