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2017 年度 実施状況報告書

ATP合成酵素のATPモーターとプロトンモーターをつなぐ分子内クラッチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K07013
研究機関立教大学

研究代表者

山田 康之  立教大学, 理学部, 教授 (80386507)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード脱共役 / 酸化的リン酸化
研究実績の概要

本年度は、不活性変異体を用いた共役の解析、Biacoreでのサブユニット間相互作用解析に向けたサンプル調製条件の検討などを行った。
不活性変異体を用いた共役の解析では、脱共役する条件を詳細に検討することを目的とし、好熱菌(Bacillus PS3)ATP合成酵素(TFoF1)のFo-cサブユニットにプロトンが結合しない変異体を作製し、解析を行った。この変異体は、共役条件下では低いNTPase活性を持ち、脱共役条件下では高いNTPase活性を持つことが期待される。作製した変異体について、共役条件下であるATPase活性を測定したところ、予想に反し高い活性を示した。また、この変異体にさらにεサブユニットへの変異を加え、ヌクレオチド条件によらず共役すると考えられる変異体も作製したところ、二重変異体においても高いATPase活性が見られた。これらの結果から、通常使用しているサンプルには、εサブユニットへのヌクレオチド結合に依存した条件的脱共役ではない形で脱共役したものが含まれていることが示唆された。現在、共役の良いTFoF1が得られるサンプル調製の条件を検討している。
Biacoreでのサブユニット間相互作用解析に向けたサンプル調製では、これまでにcサブユニット単体、Foでの発現系を検討してきたが、いずれからもcサブユニットリングを調製することができなかった。そこで本年度は、FoF1全体での発現系からcサブユニットリングを調製することを試みた。しかし、適当な精製条件を見出すには至っていない。
この他、ATP結合能の高い変異体εサブユニットについて、その構造・構造変化のモデルを検討した。脱共役時のεサブユニットC末端ドメインの働きについての重要な情報になるものと考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

Biacoreでの解析に必要なサンプルの調製が遅れている。
また、使用しているサンプルに、εサブユニットのヌクレオチド結合状態に依存しない脱共役が見られたため、これを改善する必要がある。

今後の研究の推進方策

引き続き、Biacore測定のためのサンプル調製の条件検討、共役の良いサンプルを調製するための条件検討を進める。

次年度使用額が生じた理由

Biacore測定用サンプルの調製ができておらず、その測定に関する経費が未使用となっているため。
今年度は、サンプル調製の条件を検討し、測定に使用する。また、共役の良いサンプルを得るための条件を検討するために、界面活性剤などを購入する。これらに助成金を用いる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Korea Institute for Advanced Study(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Korea Institute for Advanced Study
  • [雑誌論文] Essential Role of the ε Subunit for Reversible Chemo-Mechanical Coupling in F 1 -ATPase2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Rikiya、Genda Makoto、Kato-Yamada Yasuyuki、Noji Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 114 ページ: 178~187

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bpj.2017.11.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structural basis of a high affinity ATP binding ε subunit from a bacterial ATP synthase2017

    • 著者名/発表者名
      Krah Alexander、Kato-Yamada Yasuyuki、Takada Shoji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 ページ: e0177907

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177907

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 最強のATP結合タンパク質の作製2017

    • 著者名/発表者名
      藤原美理亜、高田浩志、瀬沼美梨、山田康之
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会 第43回討論会
  • [学会発表] 枯草菌FoF1-ATP合成酵素におけるDELSEED領域の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      関口敬俊、岡村歩美、高田浩志、赤沼元気、山田康之
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会 第43回討論会
  • [備考] 立教大学理学部生命理学科山田研究室ホームページ

    • URL

      http://www2.rikkyo.ac.jp/web/katoyama/

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公開日: 2018-12-17  

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