分子モーターの駆動ポテンシャルの測定

测量分子马达的驱动潜力

• 批准号: 12308035
• 负责人: 木下 一彦
• 金额: $ 9.6万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12308035/
• 关键词: F1-ATPase; 回転ポテンシャル; トルク; 磁気ピンセット; 蛍光性ATPアナログ; ステップ回転; 結晶化

特別推進研究の採択が決まり、この基盤研究の予算残高を返金した。7月までの研究報告は以下の通りです。単一分子回転モーターであるF1-ATPaseにつき、以下の実験を行って回転ポテンシャルの決定を試みた。1.ビーズの粘性抵抗によるトルク測定F1-ATPaseの回転子であるγサブユニットに種々の大きさのプラスチックビーズを1個ないし2個結合させ、その回転速度から駆動トルクを見積もった。最高速度の10分の1以下では、速度によらず約40pNnmという一定のトルクが得られた。トルクは回転角によらず、回転ポテンシャルは線形ということになる。2.磁気ピンセットによる停止トルクの測定1では摩擦抵抗に対するトルクを計測したが、保存力に対するトルクを見積もるため、γサブユニットに磁気ビーズを結合させ、外部磁界によりトルクを与えた。F1のトルクと外部トルクが釣り合うところでF1の回転が停止する。実験系ができたばかりでまだデータが少ないが、やはり角度にほとんどよらないトルクが得られた。3.蛍光性ATPアナログによるATP結合と回転の同時測定無偏光エバネッセント励起光学系を製作し、F1-ATPaseへの蛍光性ATPアナログ(Cy3ATP)の結合の1分子観察を行った。同時にγサブユニットに結合させたビーズの回転も観察したところ、Cy3ATPの結合と同時に120度のステップ回転をすることが分かった。途中の角度で止めてCy3ATPの結合頻度を観察することにより、回転ポテンシャルのヌクレオチド依存性を決定すべく、準備を進めた。4.F1-ATPaseの結晶化回転ポテンシャルの基となる分子構造を明らかにするため、結晶化の準備を行った。

In particular, we will promote the research on the basic principles of research and development, and the basic research on the foundation of the project. The July research report is based on the following information. A single molecule returns to the 転モーターであるF1-ATPaseにつき, and the following の実験を行って returns to the 転ポテンシャルのdeterminationをtryみた. 1. Determination of adhesive resistance test F1-ATPase test test Large きさのプラスチックビーズを1 ないし2 combined させ, その回転speed から駆动トルクを见 accumulate もった. The maximum speed is less than 10 minutes, the speed is about 40pNnm, and the speed is certain.トルクは回転角によらず, 回転ポテンシャルはlinear ということになる. 2. Magnetic ピンセットによるStop トルクのmeasurement1ではFriction resistanceに対するトルクをmeasurementしたが、Preservation powerに対するトルクを见出もるため, γサブユニットにMagnetic 気ビーズをcombination させ, external magnetic realm によりトルクを and えた. F1 のトルクと External トルクが鱼り合 うところでF1 の回転がstop する.実験组ができたばかりでまだデータが小ないが,やはりangleにほとんどよらないトルクが gotられた. 3. Simultaneous measurement of photophotogenic ATP binding and ATP binding, non-polarized light excitation optical system manufactured by As a result, F1-ATPase is a combination of photoactive ATP (Cy3ATP) and 1 molecule. At the same time, にγサブユニットにcombinationさせたビーズの回転も観看したところ、Cy 3ATP's combined and simultaneous 120-degree split points. The angle on the way is the limit of the combination of Cy3ATP and the frequency of the combination. Return to 転ポテンシャルのヌクレオチドdependenceをdecisionすべく、preparationをenterめた. 4. The molecular structure of F1-ATPase is crystallized and prepared, and the crystallization preparation is carried out.

项目成果

Kiyotaka Y.Hara, et al.: "The role of the DELSEED motif of the β subunit in rotation of F1-ATPase. "J.Biol.Chem.. 275. 14260-14263 (2000)

Kiyotaka Y.Hara 等人：“β 亚基的 DELSEED 基序在 F1-ATPase 旋转中的作用。”J.Biol.Chem.. 275. 14260-14263 (2000)

Satoshi P.Tsunoda,et al.: "Observations of rotation within the FcF_1-ATP synthase : deciding between rotation of the FeC Subunit ring and artifact."FEBS Lett.. 470. 244-248 (2000)

Satoshi P.Tsunoda 等人：“FcF_1-ATP 合成酶内旋转的观察：在 FeC 亚基环的旋转和伪影之间做出决定。”FEBS Lett.. 470. 244-248 (2000)

Yoshie Harada,et al.: "Direct observation of DNA rotation during transcription by Escherichia coli RNA polymerase."Nature. 409. 113-115 (2001)

Yoshie Harada 等人：“直接观察大肠杆菌 RNA 聚合酶转录过程中的 DNA 旋转。”《自然》。

Ryohei Yasuda,et al.: "Resolution of distinct rotaitoral submillisecond kinetic analysis of F_1-ATPase."Nature. (in press).

Ryohei Yasuda 等人：“F_1-ATP 酶的独特旋转亚毫秒动力学分析的分辨率”。《自然》。

Kengo Adachi,et al.: "Stepping rotation of F_1-ATPase visualized through angle-resolved single-fluorophore imaging."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 7243-7247 (2000)

Kengo Adachi 等人：“通过角度分辨单荧光团成像可视化 F_1-ATP 酶的步进旋转。”Proc.Natl.Acad.Sci.USA。