生体分子モーターの触媒部位における構造変化モニター

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22770156
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 早稲田大学 (2011); 学習院大学 (2010)
• 研究代表者: 足立 健吾 早稲田大学, 理工学術院, 研究員 (60370128)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 1分子計測 / 分子モーター / 構造変化 / F1-ATPase / 触媒部位

研究概要

ヌクレオチド駆動型の生体分子モーターは、基質の結合・加水分解・生成物の解離といった化学反応を力学的仕事に変換することで作動しており、基本的にKoshlandによって提唱された誘導適合(induced fit)とその逆の過程(induced 'unfit')によって機能していると考えられている。実際に、回転分子モーターF_1-ATPaseが働いている際の触媒部位そのものの基質に対する適合・不適合(構造)変化を、蛍光性(Cy3) ATPをその構造変化検出のためのプローブとして用いて、1分子で直接検出した。

研究成果

• [雑誌論文] Torque generation in F_1-ATPase devoid of the entire amino-terminal helix of the rotor that fills half of the stator orifice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayako Kohori, Ryohei Chiwata, Mohammad Delawar Hossain, Shou Furuike, Katsuyuki Shiroguchi, Kengo Adachi, Masasuke Yoshida, and Kazuhiko Kinosita, Jr.
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 101 ページ: 188-195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolving stepping rotation in Thermus thermophilus H^+-ATPase/synthase with an essentially drag-free probe. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shou Furuike, Masahiro Nakano, Kengo Adachi, Hiroyuki Noji, Kazuhiko Kinosita, Jr., and Ken Yokoyama
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 2 ページ: 233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation of F_1-ATPase activity by sodium dodecyl sulfate. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Delawar Hossain, Shou Furuike, Yasuhiro Onoue, Kengo Adachi, Masasuke Yoshida, and Kazuhiko Kinosita Jr.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta.(Bioenergetics) 巻: 1797 ページ: 435-442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemo-mechanical coupling in F_1-ATPase revealed by catalytic site occupancy during active catalysis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Rieko Shimo-Kon, Eiro Muneyuki, Hiroshi Sakai, Kengo Adachi, Masasuke Yoshida, and Kazuhiko Kinosita Jr.
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 98 ページ: 1227-1236
  • 査読あり
• [学会発表] 回転モーターF_1-ATPaseの強制回転によるヌクレオチドアフィニティの操作(Manipulating the Nucleotides Affinity in Rotary Motor of F1-ATPase by Forced Rotation) (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立健吾、大岩和弘、西坂崇之、吉田賢右、木下一彦
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学・姫路書写キャンパス
  • 年月日: 20110916-18
• [学会発表] 回転分子モーターF_1-ATPaseの触媒部位へ結合した蛍光性ヌクレオチドの位置と向きの測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立健吾、政池知子、大岩和弘、西坂崇之
  • 学会等名: 第36回日本生体エネルギー研究会 & 特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館
  • 年月日: 20101118-20
• [学会発表] 回転分子モーターF_1-ATPaseの触媒部位へ結合した蛍光性ヌクレオチドの位置と向きの測定(Localization and Orientation of Single Fluorescent Nucleotides Bound to the Catalytic Sites in Rotary Motor F_1-ATPase) (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立健吾、政池知子、大岩和弘、西坂崇之
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学・川内キャンパ
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] 回転分子モーターF_1-ATPaseの触媒部位へ結合したヌクレオチドの高精度位置検出」特定領域研究「膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立健吾、政池知子、大岩和弘、西坂崇之
  • 学会等名: 第5回班会議
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20100624-25
• [学会発表] 回転分子モーターF_1-ATPaseの触媒部位へ結合したヌクレオチドの高精度位置検出(High-Accuracy Localization of Single Nucleotides Bound to the Catalytic Sites in Rotary Motor F_1-ATPase) (2009)
  • 著者名/発表者名: 足立健吾、政池知子、大岩和弘、西坂崇之
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島文理大学・アスティとくしま
  • 年月日: 20091031-1101
• [図書] Rotational catalysis by F_1-ATPase In : Comprehensive Biophysics, Vol.8.Bioenergetics Stuart Ferguson, Ed (2012)
  • 著者名/発表者名: Kengo Adachi, Takayuki Nishizaka, and Kazuhiko Kinosita, Jr
  • 総ページ数: 35-49
  • 出版者: Academic Press
• [図書] Chemo-Mechanical Coupling in the Rotary Molecular Motor F_1-ATPase.In : Single Molecule Spectroscopy in Chemistry, Physics and Biology, Graslund A, Rigler R and Jerker Widengren(eds.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kengo Adachi, Shou Furuike, Mohammad Delawar Hossain, Hiroyasu Itoh, Kazuhiko Kinosita, Jr. Yasuhiro Onoue and Rieko Shimo-Kon
  • 総ページ数: 271-285
  • 出版者: Springer