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2017 年度 実績報告書

ナトリウムイオン輸送性V-ATPaseのエネルギー変換機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04366
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)

研究代表者

飯野 亮太  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード分子モーター / 1分子計測
研究実績の概要

腸内連鎖球菌由来のV1-ATPaseの化学力学共役機構を解明した。金ナノ粒子を回転可視化プローブに用いた高速1分子解析を行った。その結果、3つの触媒サイトに対応する120°毎の停止(メインポーズ)のあいだに存在する短い停止(サブポーズ)を初めて発見し、120°のステップは 40°と 80°のサブステップに分かれることを見出した。メインポーズの停止時間から、ATP低濃度(ATP 結合が律速となる条件)で 1つの ATP 濃度依存的な時定数(結合速度定数1.0×107 M-1s-1)が得られたため、ATPはメインポーズの間に結合することが示された。また、ATP高濃度のメインポーズで2つ(時定数0.5msおよび0.7 ms)、ATP濃度に関係なくサブポーズで1つのATP濃度非依存的な時定数(2.5 ms)が得られた。これら3つのATP濃度非依存的な時定数は、ATP解裂、ADP解離、リン酸解離に対応すると考えられた。ATPγSやADPを用いた1分子解析より、ATP解裂がメインポーズで、ADP解離がサブポーズで起こることを示した。また、ATP加水分解反応の残りの素過程であるリン酸解離は、残り1つのメインポーズの時定数に対応すると結論した。本研究で得られた知見と先行研究のX線結晶構造解析の結果を合わせ、V1-ATPaseの化学力学共役機構のモデルを提案した。現在は、蛍光性ATP結合解離と回転運動の1分子同時観察、および野生型と変異体のハイブリッドの1分子回転観察を行うとともに、原著論文の作成を進めている。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      コリア大学
  • [国際共同研究] アカデミアシニカ(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      アカデミアシニカ
  • [雑誌論文] 金ナノプローブでタンパク質分子モーターのダイナミックな動きを観る2017

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太, 安藤潤, 中村彰彦
    • 雑誌名

      JSMI Report

      巻: 11 ページ: 11-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子モーターの1分子イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 68 ページ: 388-389

  • [学会発表] Single-molecule imaging and engineering of protein molecular motors2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino
    • 学会等名
      Workshop on "Molecules, Materials, Devices and Systems"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-molecular videography of protein molecular motors2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino
    • 学会等名
      Telluride Workshop on "Molecular Videography"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク質分子モーターの作動原理と設計原理の理解に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      第4回生体分子科学シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular machines: From motion to function and energy conversion2018

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      AMO討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズモニックナノプローブを用いた生体分子の時分割1分子イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      物理学会秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオマスを効率的に分解する生体分子モーターの作動原理2018

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Stepping motion and chemo-mechanical coupling of chitinase resolved by single-molecule analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino and Akihiko Nakamura
    • 学会等名
      IUPAB 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金ナノプローブで生体分子モーターのダイナミックな動きを観る2017

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      分子イメージング学会学術集会シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] 自然科学研究機構 分子科学研究所 飯野グループ

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/iino_g/index.html

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-25  

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