優しく動かしてみる一分子生理学

通过轻柔的运动实现单分子生理学

• 批准号: 26221102
• 负责人: 木下 一彦
• 金额: $ 79.71万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-05-30 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26221102/
• 关键词: たんぱく質分子機械; 一分子計測; イオンチャンネル; 回転分子モーター; Reverse gyrase

電位依存性イオンチャネルであるBKカリウムチャネルは単一チャネル電流の測定が容易である。また、シェーカーチャネルは開閉が電位だけで制御されるイオンチャネルである。これらを対象に、その電位センサー部に操作用のハンドルタグを遺伝子的に導入し、電気的仕事ではなく力学的操作で開閉させることを試みている。まだ、成功率が極めて低く、タグの導入部位やハンドルの検討を試みている段階である。回転分子モーターF1-ATPaseのATP加水分解機構において、未だに決着がついていない燐酸解離とATP分解のタイミングを決めるため、加水分解しにくいATPアナログや解離が遅くなることが示唆されている燐酸アナログを用いての実験を行った。その結果、我々の仮説がこれまで通り主張できることが分かった。また、リポソームあたりに1個未満再構成したATP合成酵素について、ATP合成の逆反応としてのATP分解駆動によるプロトンポンプ活性が定量できた。これまでは、ATP分解活性のみを測定し、プロトン/ATP比を仮定してポンプ活性を推定するしかなかったが、ATP合成酵素1個あたりのプロトン/ATP比を実験的に初めて見積もることができた。70℃以上の高温で生育する超好熱菌のReverse gyraseは、高温でDNA二重鎖がほどけてしまうのを防ぐために、ATPの加水分解エネルギーを使ってDNAの二重螺旋をきつく巻き上げている。DNAの捻れ力を引っ張り力とは独立して測定することに成功し、この酵素一分子の出すトルクをはじめて見積もることができた。その結果、一回の捻れ反応にATPを2つ以上使うことが示唆され、F1-ATPaseとは違った、割といい加減な酵素であることが分かった。

The determination of potential dependence <s:1> <s:1> <s:1> チャネ である である であるBKカリウムチャネ <e:1> 単 単 - チャネ <s:1> current <e:1> が is easy である. ま た, シ ェ ー カ ー チ ャ ネ ル は open closed が potential だ け で suppression さ れ る イ オ ン チ ャ ネ ル で あ る. こ れ ら を に, seaborne そ の potential セ ン サ ー に operation with の ハ ン ド ル タ グ を but 伝 son に import し, electric 気 shi で は な く mechanics of open and close operation で さ せ る こ と を try み て い る. ま だ, success rate が め て low く, タ グ の import parts や ハ ン ド ル の 検 please try を み て い る Duan Jie で あ る. Back planning molecular モ ー タ ー F1 - ATPase の ATP hydrolysis institutions に お い て, not だ に definitely the が つ い て い な い 燐 acid dissociation と ATP decomposition の タ イ ミ ン グ を definitely め る た め, hydrolytic decomposition し に く い ATP ア ナ ロ グ や dissociation が 遅 く な る こ と が in stopping さ れ て い る 燐 acid ア ナ ロ グ を with い て の be 験 を line っ た. Said そ の results, I 々 の 仮 が こ れ ま で tong り advocated で き る こ と が points か っ た. ま た, リ ポ ソ ー ム あ た り に 1 not against to constitute し た ATP synthetase に つ い て, ATP synthesis の negative 応 と し て の ATP decomposition 駆 dynamic に よ る プ ロ ト ン ポ ン プ active が quantitative で き た. こ れ ま で は, ATP decomposition activity の み を し, プ ロ ト ン / ATP を 仮 set し て ポ ン プ active を presumption す る し か な か っ た が, ATP synthesis enzyme 1 あ た り の プ ロ ト ン / ATP を be 験 of early に め て see product も る こ と が で き た. High temperature above 70 ℃ の family で す る super hot bacteria の Reverse gyrase は, high-temperature で DNA double lock が ほ ど け て し ま う の を anti ぐ た め の に, ATP hydrolysis エ ネ ル ギ ー を make っ て の DNA double helix を き つ く 巻 き on げ て い る. DNA の twist れ を lead っ zhang り forces と は independent し て determination す る こ と に successful し, こ の enzyme molecular の out す ト ル ク を は じ め て see product も る こ と が で き た. そ の results, once の twist れ 応 に ATP を above 2 つ make う こ と が in stopping さ れ, F1 - ATPase と は violations っ た, cut と い い add and subtract な enzyme で あ る こ と が points か っ た.

项目成果

なぜ食べる、なぜ呼吸する

为什么要吃，为什么要呼吸

• 发表时间: 2014
• 期刊: 化学と教育
• 作者: Taisaku Ogawa;et al.;木下一彦
• 通讯作者: 木下一彦

Coupling scheme of the rotary motor thermophilic F1好熱菌由来の回転モーターF1のカップリングスキーム〓

高温旋转电机F1的耦合方案 源自高温细菌的旋转电机F1的耦合方案〓

• 发表时间: 2015
• 作者: 足立健吾;他
• 通讯作者: 他

張力によるアクチン重合・脱重合の制御

通过张力控制肌动蛋白聚合和解聚

• 发表时间: 2016
• 作者: 久保田寛顕;他
• 通讯作者: 他

Nature's Smallest Rotary Engine : Why We Eat, and Why We Breathe

大自然最小的旋转发动机：我们为什么吃饭，为什么呼吸

• 发表时间: 2015
• 作者: Kazuhiko Kinosita;Jr.
• 通讯作者: Jr.

Coupling scheme of thermophilic F1

耐热F1耦合方案

• 发表时间: 2014
• 作者: Kengo Adachi;et al.
• 通讯作者: et al.