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Molecular Mechanism of energy transduction of dynein revealed by genetic engineering, structural and enzyme kinetics studies

基因工程、结构和酶动力学研究揭示动力蛋白能量转导的分子机制

基本信息

批准号：
17107003
负责人：
SUTOH Kazuo
金额：
$ 68.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

Our major goal of this project is to elucidate the molecular mechanism of energy transduction of cytoplasmic dynein by genetic engineering, structural studies and ATPase kinetics analyses. Our major results are: (1) we have identified the minimal motor domain of cytoplasmic dynein and examined its structure by electron microscopy. (2) Based on ATPase kinetics, we have identified three ATPase sites and one ADP-binding site in the minimal motor domain (380kDa), among which one is the primary ATPase site and the others are regulatory sites. (3) We have identified intermediate steps of the ATPase cycle by means of stopped-flow kinetics. (4) We have discovered that the linker protruding from the core ring swings as a lever-arm at specific steps of the ATPase cycle of the primary ATPase site. (5) We have shown that structural changes of the microtubule-binding domain of dynein are induced at specific ATPase steps of the primary ATPase site. Based on these findings, we have proposed a molecular model of energy transduction of cytoplasmic dynein.

我们的主要目标是通过基因工程、结构研究和ATPase动力学分析来阐明细胞质动力蛋白能量转导的分子机制。我们的主要结果是：(1)我们确定了细胞质动力蛋白的最小运动结构域，并用电子显微镜观察了其结构。(2)根据ATPase动力学，我们在最小运动结构域(380 KDa)上确定了3个ATPase位点和1个ADP结合位点，其中1个是ATPase的主要位点，其他的是调节位点。(3)用停流动力学方法确定了ATPase循环的中间步骤。(4)我们发现在初级ATPase位点的ATPase循环的特定步骤上，从核心环突出的连接子作为杠杆-臂摆动。(5)我们发现动力蛋白微管结合区的结构变化是在初级ATPase位点的特定ATPase步骤上引起的。基于这些发现，我们提出了细胞质动力蛋白能量转导的分子模型。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Functional characterization of the amino-terminal region of myosin 2.

肌球蛋白 2 氨基末端区域的功能特征。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J.Bio.Chem. 281
影响因子：
0
作者：
Setsuko Fujita-Becker;Georgios Tsiavaliaris;Reiko Ohkura;Takashi Shimada;Dietmar Manstein;Kazuo Sutoh
通讯作者：
Kazuo Sutoh

Elucidation of structural states of dimeric motor domain of dynein using Cys-light construct

使用 Cys-light 构建体阐明动力蛋白二聚体运动域的结构状态

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hasegawa Y.;Shima T.;Kon T.;Sutoh K.;Sutoh K.
通讯作者：
Sutoh K.

Communication of multiple ATPase sites of the dynein motor domain.

动力蛋白运动域的多个 ATP 酶位点的通讯。

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.Yamaguchi;P.B.Lim;K.H.Shin;H.Uchida;M.Inoue;Sutoh K.
通讯作者：
Sutoh K.

Three-dimensional structure of cytoplasmic dynein bound to microtubules

DOI：
10.1073/pnas.0710406105
发表时间：
2007-12-26
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Mizuno, Naoko;Narita, Akihiro;Kikkawa, Masahide
通讯作者：
Kikkawa, Masahide

Helix sliding in the stalk coiled coil of dynein couples ATP ase and microtubule bind

动力蛋白茎卷曲螺旋中的螺旋滑动耦合 ATP 酶和微管结合