ATP依存性プロテアーゼClpAPの1分子回転観察

ATP依赖性蛋白酶ClpAP的单分子旋转观察

• 批准号: 01J11572
• 负责人: 島袋 勝弥
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J11572/
• 关键词: 1分子; ATP依存性プロテアーゼ; 分子モーターたんぱく質; ATP依存症; 回転

本年度は、昨年度から継続してATP類似体の有用性について調べた。まずATP類似体の1つであるATPγSはATPに比べて50倍遅く加水分解されることを生化学的に明らかにした。F_1-ATPaseを用いた1分子回転観察でも、ATPγSはATPに比べて60倍遅く加水分解されることが分かり、生化学的な結果とほぼ一致した。次に別のATP類似体であるATPαSは、ATPに比べて3倍程度遅く加水分解されることも明らかになった。一般的に測定系を高速化するほど、得られる結果のシグナル-ノイズ比が低下し、正確な測定ができなくなる。ATPの類似体をもちいて、反応のある素過程を遅くすることで、測定系の高速化を避けることが可能になり、測定結果の精度が向上することが期待できる。実際、これらの類似体を用いることで、これまで高速で観察が難しかった現象を簡単に可視化することが可能になった。分子モーターたんぱく質の性質を詳細に調べる有用な方法の1つに、外力を人工的に与え、タンパク質分子の動きを調べる実験がよく行われる。本年度はこの手法の有用性を検証すべく、タンパク質分子に外力を与える実験もおこなった。具体的には、回転分子のF_1に磁気ビーズを結合させておき、外部から磁場を人工的に与えてたんぱく質に外力を加え、たんぱく質の運動がどう変化するか検証した。この結果、F_1の回転の待ち時間が外力の大きさ、向きによって大きく変化するのが確認できた。磁気をもちいた系は回転する,タンパク質分子に有用であり、つまり回転モーターと予想されるClpAPへの応用も期待できる。ClpAとClpPのリング間の動きを外力で制御することで基質の分解速度等を制御できる可能性がある

This year ら継続, last year ら継続 ら継続 ATP analogues <s:1> usefulness に て て て て tuning べた. ま ず ATP similar body の 1 つ で あ る ATP gamma S は ATP に than べ て 50 times 遅 く hydrolytic decomposition さ れ る こ と を biochemistry に Ming ら か に し た. F_1 - ATPase を with い た 1 molecules back planning 観 examine で も, ATP gamma S は ATP に than べ て 60 times 遅 く hydrolytic decomposition さ れ る こ と が points か り, biochemistry な results と ほ ぼ consistent し た. Times に don't の ATP similar body で あ る ATP alpha S は, ATP に than べ て level 3 times 遅 く hydrolytic decomposition さ れ る こ と も Ming ら か に な っ た. General に high speed measurement system を す る ほ ど, ら れ る results の シ グ ナ ル - ノ イ ズ than low が し, correct determination of な が で き な く な る. ATP の similar body を も ち い て, anti 応 の あ る element process を 遅 く す る こ と で, avoid high speed measurement is の を け る こ と が may に な り upward, the precision of measurement results の が す る こ と が expect で き る. Be international, こ れ ら の を with similar body い る こ と で, こ れ ま で high-speed で 観 examine が difficult し か っ た phenomenon を Jane 単 に visualization す る こ と が may に な っ た. Molecular モ ー タ ー た ん ぱ く qualitative nature の を detailed に adjustable べ る useful の な method 1 つ を artificial に に, external forces and え, タ ン パ ク qualitative molecular dynamic き の を adjustable べ る be 験 が よ く line わ れ る. This year's は こ の gimmick の usefulness を 検 card す べ く, タ ン パ ク qualitative molecular を に external forces and え る be 験 も お こ な っ た. Specific に は, back to the planning molecular の F_1 に magnetic 気 ビ ー ズ を combining さ せ て お き, external か ら を artificial magnetic field に and え て た ん ぱ く qualitative に を え, force た ん ぱ く qualitative の movement が ど う variations change す る か 検 card し た. こ の results, F_1 の back planning の for ち の が external force big time き さ, to き に よ っ て big き く variations change す る の が confirm で き た. Magnetic 気 を も ち い た planning department は back す る, タ ン パ ク qualitative molecular に useful で あ り, つ ま り back planning モ ー タ ー と to think さ れ る ClpAP へ の 応 with も expect で き る. ClpA と ClpP の リ ン グ の move between き を で force suppression す る こ と の で matrix decomposition speed を suppression で き る possibility が あ る

项目成果

Katsuya Shimabukuro: "Catalysis and Rotation of F1 motor : Cleavage of ATP at the catalytic site in 1 ms begore 40° substep rotation"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100. 14731-14736 (2003)

Katsuya Shimabukuro：“F1 电机的催化和旋转：40° 分步旋转后 1 毫秒内催化位点处的 ATP 裂解”美国国家科学院院刊 100。14731-14736 (2003)。