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2019 年度 実績報告書

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 – 2020-03-31
キーワード脱共役 / ATP / 活性調節 / プロトン輸送
研究実績の概要

本年度は、これまでに作製したプロトン輸送活性を持たない変異体について、詳細な解析を行った。その結果、通常の条件で得られる反転膜小胞に含まれるTFoF1分子のうち、およそ3割程度がATPを基質に用いた場合でも脱共役しており、不完全な状態にあると見積もられた。最近報告されたTFoF1の低温電子顕微鏡による構造解析においても、2nd stalkの欠落した分子が相当程度観察されており、このような分子が反転膜中にも存在するものと考えられる。これらの分子の寄与を差し引いて正常な状態にあると考えられるTFoF1分子について、もっぱら脱共役状態を取ると考えられるGTPを基質とした条件下での共役の程度を見積もったところ、GTPを基質とした場合でも完全に脱共役している訳ではなく、およそ3割程度の分子が共役状態にあると見積もることができた。εサブユニットへのGTPの弱い結合に対応するものと考えられる。
この他、サブユニット間架橋による共役の回復を改めて検討するために、最近報告されたTFoF1の全体構造を参照し、新たにγ-cサブユニット間に架橋を形成しうる変異体を作製した。現在この変異体の解析を進めている。この他、共役に関与するεサブユニットへのATP結合の測定方法を見直し、改めて野生型εサブユニットへのATP結合の強さを測定し、従来得られていた値より10倍程度結合が強いことを明らかにした。
研究期間全体では、脱共役に関与するεサブユニットへのATP結合の強くなった変異体を得られた、野生型εサブユニットへのATP結合強度の再評価を行った、枯草菌ATP合成酵素の活性調節の生理的意義を明らかにした、TFoF1に含まれる不完全な分子の割合を見積もることに成功した、などの成果が得られた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ATP-binding affinity of the ε subunit of thermophilic F1-ATPase under label-free conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Miria、Kato-Yamada Yasuyuki
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 21 ページ: 100725~100725

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2020.100725

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Physiological Impact of the Regulation of FoF1-ATP Synthase by the epsilon Subunit in Bacillus subtilis2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kato-Yamada
    • 学会等名
      2nd Tokyo ATPase Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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

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

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公開日: 2021-01-27  

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