2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of the structural formation and functional regulation of the V1 rotary motor
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26291009
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
村田 武士 千葉大学, 大学院理学研究科, 教授 (80415322)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | V-ATPase / 回転分子モーター / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AサブユニットのX線結晶構造解析---前年度までの研究によりヌクレオチド非結合型Aサブユニットの結晶構造を分解能1.8 Aで決定した。本年度はADP結合型Aサブユニットの結晶構造を得ることを目的に、ADPとの共結晶化を進めた。得られた結晶についてX線結晶構造解析を行ったが、ADPと考えられる電子密度は存在していなかった。
変異A3B3複合体の作製及び機能構造解析---前年度の研究により、A3B3変異体R350Kの結晶を得ることに成功している。本年度は、X線結晶構造解析を継続し、本変異体の結晶構造を3.5 A分解能で決定した。また、この変異体のATPase活性を測定したところ、ATP加水分解能を失っていることが明らかになった。
複合体の構造形成と機能制御の分子機構モデルの提案---３年間の研究により、Aサブユニット、Bサブユニット、AMP-PNPが結合したA1B1複合体、A3B3変異体（R350K）のX線結晶構造を解明した。また、各サンプルのATPase活性やDF軸複合体との結合親和性などの生化学的性質を明らかにした。得られた結果を総合して、V１モーターの構造形成と機能制御の分子機構モデルを以下に提案する。
AサブユニットとBサブユニットはヌクレオチド非存在下では相互作用しない。ATPやADPがAサブユニットに結合（親和性は10 uM程度）することにより構造変化し、Bサブユニットと結合可能となる。この結合にはBサブユニットに存在するRフィンガー（R350）が重要であり、ATPの加水分解にも必須の残基である。得られたA1B1複合体はDF軸複合体と結合能を持つようになる。さらにA1B1DF複合体に２分子のA1B1複合体が結合することによりV１複合体が形成されるというモデルである。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Crystal structures of the ATP-binding and ADP-release dwells of the V1 rotary motor2016
Author(s)
Kano Suzuki, Kenji Mizutani, Shintaro Maruyama, Kazumi Shimono, Fabiana L. Imai, Eiro Muneyuki, Yoshimi Kakinuma, Yoshiko Ishizuka-Katsura, Mikako Shirouzu, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Yamato and Takeshi Murata
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 7
Pages: 13235
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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