F_1-ATPase回転触媒機構の解明

F_1-ATPase旋转催化机制的阐明

• 批准号: 18770085
• 负责人: 八木 宏昌
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770085/
• 关键词: 蛋白質; 核磁気共鳴; 構造解析; ATPase

分子モーターとして知られているH^+-ATP合成酵素は回転触媒機構を有する。その制御のメカニズムを構造生物学の観点から明らかにすることを目的とした。細菌や葉緑体におけるF_1-ATPaseのεサブユニットは、F_1複合体中でC末端ドメインが大きく構造変化することによってATP加水分解反応の活性調節を行っている。また近年、単離した好熱菌由来のεサブユニットにはATPが結合する事が報告された。今年度我々は、好熱菌F_1-ATPaseのεサブユニットとATP複合体のX線結晶構造を1.9Å分解能で決定した。得られた構造はC末端ドメインの二つのヘリックスが折りたたまったfolded-stateであった。ATPは新規結合モチーフI(L)DXXRAと三つのアルギニン、一つのグルタミン酸で認識され、N末端ドメインとC末端ドメインの中間に位置しC末ヘリックスの位置を固定するように配置されていた。またNMRによってC末端ドメインの溶液構造をATP存在下、非存在下で決定した。ATP存在下では、結晶構造と同様に二つのヘリックスは折りたたまっていために対し、非存在下では折りたたまないことが判明した。緩和解析の結果、ATP存在下では顕著な運動性を示さなかったのに対し非存在下では高い運動性を示すことが分かった。以上の結果から、εサブユニットのC末端ドメインはATPの濃度変化に対応してarm-likeな運動を行い、それがATP加水分解反応の活性調節に寄与しているということを提案した。

Molecular モ ー タ ー と し て know ら れ て い る H ^ + - ATP synthetase は back planning catalytic institutions を have す る. そ の suppression の メ カ ニ ズ ム を structural biology の 観 point か ら Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. Bacteria や chloroplast に お け る F_1 - ATPase の epsilon サ ブ ユ ニ ッ ト は, F_1 complex で C terminal ド メ イ ン が big き く structure - the す る こ と に よ っ て ATP hydrolysis anti 応 の active line adjustment を っ て い る. In recent years, 単 has been in contact with <s:1> た. The origin of thermophytic bacteria is する. Youdaoplaceholder3 サブユニットに ATPが is combined with する. Youdaoplaceholder6 report された. This year I 々 は, hot bacteria F_1 - ATPase の epsilon サ ブ ユ ニ ッ ト と complex ATP の X-ray crystal structure を 1.9 A decomposition can で decision し た. We have られた to construct the <s:1> c-terminal ドメ ドメ <s:1> <s:1> <s:1> two ヘリッ スが スが fold られた たたまった folled-state であった. ATP は new rules combined with モ チ ー フ I (L) DXXRA と three つ の ア ル ギ ニ ン, a つ の グ ル タ ミ ン acid で know さ れ, N terminal ド メ イ ン と C terminal ド メ イ ン の に position し C at the end of the middle ヘ リ ッ ク ス の fixed position を す る よ う に configuration さ れ て い た. Youdaoplaceholder0 NMRによって c-terminal ドメ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> solution structure を in the presence or absence of ATP で determines た た. The presence of ATP で は, crystallization structure と with others に two つ の ヘ リ ッ ク ス は fold り た た ま っ て い た め に し polices, the presence of で は fold り た た ま な い こ と が.at し た. Moderate resolution の results, in the presence of ATP で は 顕 the な motility を shown さ な か っ た の に し non presence of seaborne で は high い motility を shown す こ と が points か っ た. の above results か ら, epsilon サ ブ ユ ニ ッ ト の C terminal ド メ イ ン は の ATP concentration variations change に 応 seaborne し て arm - like な movement を い, そ れ が ATP hydrolysis anti 応 の activity regulating に send し て い る と い う こ と を proposal し た.

项目成果

F_1-ATPaseで起こるリガンド結合によるサブユニット構造変化

F_1-ATP酶中配体结合引起的亚基结构变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Yagi;H.;八木宏昌
• 通讯作者: 八木宏昌

Structures of the thermophilic F1-ATPase ε subunit suggesting ATP-regulated arm motion of its C-terminal domain in F1

• DOI: 10.1073/pnas.0701045104
• 发表时间: 2007-07-03
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Yagi, Hiromasa;Kajiwara, Nobumoto;Akutsu, Hideo
• 通讯作者: Akutsu, Hideo

Structures of the TF_1-ATPase ε Subunit Suggesting ATP-Regulated Arm Motion

TF_1-ATPase ε 亚基的结构表明 ATP 调节手臂运动

• 发表时间: 2007
• 作者: Yagi;H.
• 通讯作者: H.

好無菌F_1-ATPaseεサブユニットのATP結合による構造変化

ATP 结合后无菌 F_1-ATPaseε 亚基的结构变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Yagi;H.;八木宏昌
• 通讯作者: 八木宏昌