FoF1-ATP合成酵素の回転動作機構の解明

2008 年度 自己評価報告書

• 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: 18074005
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 野地 博行 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00343111)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 回転分子モーター / 生体膜 / 1分子計測 / ナノバイオ / エネルギー変換 / MEMS / 分子シミュレーション

研究概要

(1) F1の結晶構造と1分子の対応:結晶構造でみられる実質上1種類の安定構造と1分子計測で観察される2つの安定構造の関係を明らかにする。
(2) F1の触媒反応と回転スキーム:加水分解後のリン酸の解離するタイミングを決定する。
(3) F1のATP加水分解に関する量子化学計算結果の1分子実験による検証:京都大学で実施されている量子化学計算で示唆されているプロトン転移律速説を実験的に検証する。
(4) F1の触媒反応の回転角度依存性:ATP結合と加水分解の角度依存性の決定
(5) 新しい膜タンパク質1分子計測実験:Foモーター回転計測のための実験システムを構築する。
(6) マイクロデバイスの開発:超微小溶液チャンバーを開発し1分子計測に応用する。

研究成果

• [雑誌論文] Correlation between the conformational states of F1-ATPase as determined from its crystal structure and single-molecule rotation (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuno D, Fujisawa R, Iino R, Hirono-Hara Y, Imamura H, Noji H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Soc. U.S.A 105 ページ: 20722-20727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo gel-sol/sol-gel transition and its patterning of a supramolecular hydrogel as stimuli-responsive biomaterials (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Yamaguchi S, Ueno S, Komatsu H, Ikeda M, Ishizuka K, Iko Y, Tabata KV, Aoki H, Ito S, Noji H, Hamachi I
  • 雑誌名: Chemistry 14(13) ページ: 3977-3986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loop-mediated isothermal amplification of a single DNA molecule in polyacrylamide gel-based microchamber (2008)
  • 著者名/発表者名: Lam L, Sakakihara S, Ishizuka K, Takeuchi S, Arata HF, Fujita H, Noji H
  • 雑誌名: Biomed Microdevices 10(4) ページ: 539-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-sensitivereaction intermediate of F1-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe R, Iino R, Shimabukuro K, Yoshida M, Noji H
  • 雑誌名: EMBO Rep 9(1) ページ: 84-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipid bilayer microarray for parallel recording of transmembrane ion currents (2008)
  • 著者名/発表者名: Le Pioufle B, Suzuki H, Tabata KV, Noji H, Takeuchi S
  • 雑誌名: Anal Chem 7(12) ページ: 1738-1745
  • 査読あり
• [学会発表] Single molecule biophsicis of F1-ATPase:Mechanical mondulation od reaction rate constants and equilibrium constants by F1-ATPase (2009)
  • 学会等名: 第6回Asian biophysics Association Symposium
  • 発表場所: HKUST(Hong Kong)
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] Femtoliter chamber for Single-molecule and single-cell analysis (2009)
  • 学会等名: 第4回IEEE-NEMS09
  • 発表場所: Shinsen(Chaina)
  • 年月日: 2009-01-06
• [図書] 「超微小溶液チャンバーを利用した1分子バイオアッセイ」 パリティ (2008)
  • 著者名/発表者名: 野地 博行
  • 総ページ数: 13-18
  • 出版者: 丸善
• [図書] 「分子マシンに新たな扉が開かれた」最新分子マシン.ナノで働く"高度な機械"を目指して (2008)
  • 著者名/発表者名: 金原数、竹内昌治、竹内正之、野地博行
  • 総ページ数: 4-14
  • 出版者: 化学同人
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/smbio/sanken/