ATPエネルギー

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01617005
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 香川 靖雄 自治医科大学, 医学部, 教授 (30048962)
• 研究分担者: 林 純一 埼玉県立がんセンター研究所, 研究員 (60142113) ; 福井 俊郎 大阪大学, 産研, 教授 (90029843) ; 田川 邦夫 大阪大学, 医学部, 教授 (40028296) ; 西村 光雄 九州大学, 理学部, 教授 (40037255) ; 二井 将光 大阪大学, 産研, 教授 (50012646)
• キーワード: ATP合成 / α_3β_3複合体 / FoF_1 / 酸化的リン酸化 / ミトコンドリア

研究概要

班長はα_3β_3複合体のみでATPase活性が発現することとα_3β_3複合体の物理化学的性質を明らかにした。また各種のATP合成系の遺伝子の5'ー上流部の新しい共通のエンハンサー構造の転写制御をCAT法で解析した。また、シトクロム酸化酵素欠損株を用い培養細胞の低酵素下における核性支配のこれら遺伝子の抑制の経路を明らかにした。二井班員は大腸菌γサブユニットのCOOH末端領域に変異を導入した。その結果、Glnー269とThrー277の間が正常な活性を持つF_1の形成に必須であり、H^+輸送と触媒反応の共役に重要であることを明らかにした。シロイヌナズナのγの遺伝子(核)は2つ(atp C_1 atp C_1)があり、いずれも光による調節に関与するドメインが存在した。メタン細菌よりATPase遺伝子を得、塩基配列を決定した。田川班員は酵母ミトコンドリアATP合成酵素の活性調節因子であるATPaseインヒビター、9K蛋白、15K蛋白の遺伝子を破壊し、それぞれの因子を欠失した変異株酵母を作成した。3因子はATP合成には直接関与していないが、ミトコンドリアの膜ポテンシャルが減少あるいは消失した時にATPaseインヒビターはFoF_1ATPaseに結合し同酵素によるATP水解を防ぐ。西村班員は葉緑体膜のATP合成酵素と光誘起性H^+放出の関連を解明した。林班員は核とミトコンドリアに分かれて存在する酵素複合体遺伝子間の相互調節作用をEB処理によって調べた。その結果、ミトコンドリアから核へ有効なsubunitはF_1部分を除いては mt DNAコードsubunitが存在しないと、複合体への集合または内膜への取り込みが行われないことが明らかになった。白木原班員はF_1のα_3β_3サブユニットの結晶を得た。さらにこのX線解析が進めばF_1ATPaseについてはじめて正確な高次構造の解析が加納になると期待されている。福井班員はアデニレートキナーゼがATPaseなどのタンパク質に存在するヌクレオチド結合部位の構造を親和標識法によって解析すると共に、そこに存在するアミノ酸残基の役割を部位特異的変異導入によって調べた。

研究成果

• [文献書誌] Futai M.,Noumi T.and Maeda M.: "ATP synthase(H^+ーATPase):Results by combined biochemical and molecular biological approsches." Ann.Rev.Biochem.58. 111-136 (1989)
• [文献書誌] Muneyuki E.,Kagawa Y.and Hirata H.: "Steady state kinetics of proton translocation catalyzed by thermophilic F_0F_1 ATPase reconstituted in planar bilayer membranes." J.Biol.Chem.264. 6092-6096 (1989)
• [文献書誌] Sugiyama Y.,Maeda M.,Futai M.and Mukohata Y.: "Isolation of a gene that encodes a new retinal protein,archaerhodopsin,from Halobacterium sp.susー1" J.Biol.Chem.264. 20859-20862 (1989)
• [文献書誌] Tagawa M.,Tagami T.,Noumi T.,Futai M.,Kishi F.,Nakazawa A.and Fukui T.: "Siteーdirected Mutagenesis of Glyー15 and Glyー20 in the Glycineーrich Region of Adenylate Kinase" J.Biol.Chem.264. 990-994 (1989)
• [文献書誌] Ichikawa N.: "Activation of ATPーHydrolysis by an Uncoupler in Mutant Mitochondria Lacking an Intrinsic ATPase Inhibitor in Yeast." J.Biol.Chem.
• [文献書誌] Hyashi J.et.al.: "Nuclear but not mitochondrial genome involvement in 3ーmethylcholanthreneーinduced expression of tumorigenicity in mouse somatic cells." Cancer Research. 49. 4715-4720 (1989)
• [文献書誌] 香川靖雄: "岩波講座・分子生物科学第7巻,エネルギーの生産と運動" 岩波書店,
• [文献書誌] Futai M.,Inatomi K.and Maeda M.: "Anion transport protein of the red blood cell membrane(Hamasaki N.and M.L.Jennings,eds.)" Elsevier Science Publishers B.V., (1989)