大腸菌ATP合成酵素:変異γサブユニットの回転によるエネルギー共役機構の解明

大肠杆菌 ATP 合酶：通过突变 γ 亚基的旋转阐明能量耦合机制

• 批准号: 12780468
• 负责人: 木原 昌子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780468/
• 关键词: ATP合成酵素; FoF_1; エネルギー共役; FoF1

本研究は、ATP合成酵素(FoF_1-ATPase)におけるATP合成(分解)と機械的仕事との、およびH^+輸送との、エネルギー共役機構の解明を目的とした。本年は、α_3β_3γδεのサブユニットより成るF_1部分に位置する触媒サブユニット(βサブユニット)変異F_1を用いて、ATPの加水分解によってどのように機械的仕事が起こるのかを検討した。F1部分のγサブユニットは、α_3β_3の六量体の中央に位置して、ATP加水分解の際には決まった一方向に回転している。回転によって生じる回転トルクは約45pN・nmであった。βサブユニットのSer-174がPheに置換した(βS174F)変異F_1の回転トルクを測定したところ約17pN・nmに減少しており、βS174Fの変異F_1ではATP加水分解を回転に伝える機械的な欠損が起きていることが示された。このような変異酵素は今回初めて報告されたものである。βS174Fで減少していた回転トルクは、第二の変異として、βGly-149のAlaへの置換、βIle-163のAlaへの置換、またはβIle-166のAlaへの置換のどれかをβサブユニットに導入することで抑圧されたが、βIle-238のAlaへの置換では抑圧されなかった。これらの結果は、βGly-149からβSer-174の間の領域が、ATP加水分解と機械的仕事の共役が起こるのに重要な役割を持っていることを示唆している。以上の成果はJ. Biol. Chem. に報告した。

In this study, ATP synthesis enzyme (FoF_1-ATPase) is used to understand the purpose of ATP synthesis (decomposition) and mechanical function, transport of ATP, and common mechanism. This year's は、α_3β_3γδεのサブユニットより成るF_1 partial position するcatalyst サブユニット(βサブユニよってどのようにMechanical official affairsが开こるのかを検検した. F1 part's のγサブユニットは, α_3β_3's six-dimensional body's central position して, ATP is decomposed by adding water, and it is determined in one direction. It is about 45pN・nmであった. βサブユニットのSer-174がPheにsubstitutedした(βS174F)変differentF_1の滢トルクをdeterminedしたところapproximately 17pN・nmにreduces しており,βS174Fの変differentF_1ではATP is decomposed by adding water and をreturns to the に伝えるmechanical なdeficiencyがriseきていることがshowされた.このような変isozymeはNow the first report of めてされたものである. βS174F で し て い た 転 ト ル ク は 、 二変different と し て 、 βGly-149 のAla への substitution 、 βIle-163 のAla へ の substitution 、 またはβI le-166のAlaへのreplacementのどれかをβサブユニットに Import することでIt suppresses the pressure, and replaces βIle-238 with Ala. It suppresses the pressure.これらのRESULTは、βGly-149からβSer-174の间の区が、ATP plus water The official work of decomposition and machinery is divided into three parts. The above results are reported in J. Biol. Chem.

项目成果

Mikio Tanabe et al.: "Rotation of a complex of the γsubunit and c ring of Escherichia coli…"J.Biol.Chem.. 276(in press). (2001)

Mikio Tanabe 等人：“大肠杆菌 γ 亚基和 c 环复合物的旋转……”J.Biol.Chem.. 276（印刷中）。

Yuko Iko et al.: "ATP synthase F1 sector rotation : defective torque generation in beta subunit Ser-174 to Phe substitution and its suppression by second mutations"J.Biol.Chem. 277(50). 47508-47511 (2001)

Yuko Iko 等人：“ATP 合酶 F1 扇区旋转：β 亚基 Ser-174 中的缺陷扭矩生成到 Phe 取代及其通过第二个突变的抑制”J.Biol.Chem。