Chemomechanical Coupling in Single-Molecule F-Type ATP Synthase
Chemomechanical Coupling in Single-Molecule F-Type ATP Synthase
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单分子 F 型 ATP 合酶中的化学机械耦合
DOI：
10.1007/s10863-005-9489-5
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发表时间：
2005
影响因子：
3
通讯作者：
H. Noji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
R. Iino;Y. Rondelez;Masasuke Yoshida;H. Noji
研制了一种体积为几飞升的极小反应室，用于高度灵敏的生物反应检测。通过将单个F1-ATP酶（F1）分子与ADP和无机磷酸盐包封在腔室中，成功地测定了反向旋转F1催化ATP合成的化学-力学偶联效率（Rondelezet al., 2005 5a,Nature,444, 773-777）。虽然f1的α <eqid1 > β <eqid2 > γ亚复合物产生ATP的效率较低（约10%），但在亚复合物中包含ε亚基可使效率提高到77%。这就提出了一个关于F0F1-ATP合成酶（F0F1）机制的新问题：ε亚基是如何支持F1的高偶联ATP合成的？为了解决这个问题，我们在单分子水平上使用荧光共振能量转移（FRET）测量了ε亚基的构象动力学。实验数据显示ε以核苷酸依赖的方式改变其c端螺旋的构象。ε的构象变化可能改变了f0f1对高偶联ATP合成的催化模式。
An extremely small reaction chamber with a volume of a few femtoliters was developed for a highly sensitive detection of biological reaction. By encapsulating a single F1-ATPase (F1) molecule with ADP and an inorganic phosphate in the chamber, the chemomechanical coupling efficiency of ATP synthesis catalyzed by reversely rotated F1was successfully determined (Rondelezet al., 2005a,Nature,444, 773–777). While the α <eqid1 > β <eqid2 > γ subcomplex of F1generated ATP with a low efficiency (∼10%), inclusion of the ε subunit into the subcomplex enhanced the efficiency up to 77%. This raises a new question about the mechanism of F0F1-ATP synthase (F0F1): How does the ε subunit support the highly coupled ATP synthesis of F1? To address this question, we measured the conformational dynamics of the ε subunit using fluorescence resonance energy transfer (FRET) at the single-molecule level. The experimental data revealed ε changes the conformation of its C-terminus helices in a nucleotide-dependent manner. It is plausible that the conformational change of ε switches the catalytic mode of F0F1for highly coupled ATP synthesis.
DOI：
10.1074/jbc.m107536200
发表时间：
2001-12
期刊：
The Journal of Biological Chemistry
影响因子：
--
作者：
A. Hausrath;R. Capaldi;B. Matthews
通讯作者：
A. Hausrath;R. Capaldi;B. Matthews
K.Kinoshita：“直接观察 F1-ATP 酶的旋转。”
DOI：
--
发表时间：
--
期刊：
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
64.8
作者：
Rondelez, Y;Tresset, G;Noji, H
通讯作者：
Noji, H