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2003 年度 研究成果報告書概要

ATP合成酵素:サブユニットの複合体の回転を伴う反応機構

研究課題

研究課題/領域番号 13308037
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

二井 將光  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)

研究分担者 和田 洋  大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (50212329)
孫 戈虹 (和田 戈虹)  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00314427)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワードATP / ATP合成酵素 / 回転反応 / F型ATPase / V型ATPase / リソソーム
研究概要

ATPase合成酵素(F型ATPase)は生体のエネルギー貨幣であるATPを合成するという極めて重要な役割を担っている。研究代表者らはF型ATPaseが化学反応とH^+輸送の共役に於いて、サブユニットの回転を伴う分子ナノモーターであることを、精製したF型ATPase、さらに大腸菌の膜に局在するF型ATPaseを用いて示した。特に工夫をした点は大腸菌より平面膜を調製し、F型ATPaseのF_0部分を用いてガラス面に固定する方法である。この系にATPを加えると反時計方向にαとβサブユニットよりなるα_3β_3部分が連続的に回転した。この結果はモーターの回転の機構、回転方向を決定する原理、回転とプロトンポンプ機能との共役機構を理解する上で極めて重要な知見である。
F型ATPaseと構造的に類似しているプロトンポンプATPaseとして、液胞型ATPase(V型ATPase)が知られている。本研究では、酵母のV型ATPaseを膜内在V_0部分を介してガラス面に固定し、膜表在V_1部分にプローブを導入し、V型ATPaseもF型ATPaseと同様に分子ナノモーターであることを証明した。
V型ATPaseはリソソーム、エンドソーム、シナプス小胞等のオルガネラの内部を、また、骨吸収窩、尿細管をはじめとする細胞外コンパートメントの内部を酸性にしている。すなわち、V型ATPaseが極めて興味深い多様性を持ち、多くの酸性環境を形成していることを明らかにした。さらに、局在性と生理的機能の多様性がサブユニットのイソフォームによって説明できることを示した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2004 2003 2002 2001

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Subunit rotation in vacuolar-type proton pumping ATPase : relative rotation of G as to c subunit.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他3名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 23714-23719

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Involvement of syntaxin 7 in human gastric epithelial cell vacuolation induced by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他9名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 25585-25590

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] From lysosomes to plasma membrane : Localization of vacuolar type H^+-ATPase with the α3 isoform during osteoclast differentiation.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他5名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 22023-22030

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Mouse proton pump ATPase C subunit Isoforms (C2-a and C2-b) specifically expressed in kidney and lung.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他4名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 44843-44851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Subunit rotation in vacuolar-type proton pumping ATPase : relative rotation of G as to c subunit.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 23714-23719

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Involvement of syntaxin 7 in human gastric epithelial cell vacuolation induced by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 25585-25590

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] From lysosomes to plasma membrane : Localization of vacuolar type H^+ATPase with the a3 isoform during osteoclast differentiation.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 22023-22030

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Mouse proton pump ATPase C subunit Isoforms (C2-a and C2-b) specifically expressed in kidney and lung.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 44843-44851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Subunit rotation of ATP synthase embedded in membrances ; α or β subunit rotation relative to the c subunit ring.2002

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他3名
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99

      ページ: 13448-13452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Subunit rotation of ATP synthase embedded in membranes : α or β subunit rotation relative to the c subunit ring.2002

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.acad.Sci.USA 99

      ページ: 13448-13452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] ATP synthase F_1 sector rotation ; defective torque generation in the β subunit Ser-174 to Phe mutant and its suppression by second mutations.2001

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, 他6名
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 276

      ページ: 47508-47511

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ATP synthase F, sector rotation ; defective torque generation in the β subunit Ser-174 to Phe mutant and its suppression by second mutations.2001

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 276

      ページ: 47508-47511

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Handbook of ATPases : Biochemistry, Cell Biology, Pathophysiology2004

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, J.Kaplan
    • 総ページ数
      469
    • 出版者
      WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KgaA, Weinheim, Germany
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Handbook of ATPase : Biochemistry, Cell Biology Pathophysiology2004

    • 著者名/発表者名
      M.Futai, Y.Wada, J.Kaplan
    • 出版者
      WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, Weinheim, Germany
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2006-07-11  

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