F1-ATPaseの回転機構

F1-ATP酶的旋转机制

基本信息

批准号：
08F08419
负责人：
木下一彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08419/
关键词：
回転分子モーター F_1-ATPase SDS 界面活性剤 ATP加水分解トルク

项目摘要

昨年度に引き続き、回転分子モーターF1-ATPaseの回転子を縦に半身に削ぐ実験を行った。このモーターは、3組のαおよびβサブユニットが筒状に並んで固定子を構成し、中央にγサブユニットが片側から突き刺さって回転子となる。3つのβで順にATPが加水分解されるに伴い、γが回転する。γの固定子内に突き刺さる部分は、カルボキシル(C-)末端およびアミノ(N-)末端のαヘリクスが反平行のコイルドコイル構造をとったものである。このうちN-末ヘリクスを端から遺伝子的に削った。削除によりモーター分子全体が不安定になるのを防ぐため、γのC-末端のほうは、ペプチドリンカーによりβにつないでおいた(昨年度報告したようにリンカーは回転にほとんど影響を与えない)。N-末ヘリクスは49残基よりなるが、これをN-末から順に8, 14, 28, 40, 50残基の所まで削除した。結晶構造によると、28残基削除したところで固定子との相互作用はなくなる。これらにつきまず無負荷回転速度を40nm金粒子をプローブに用いて計測したところ、野性型の毎秒200回転からだんだん速度が落ち、28残基ないしそれ以上を削除すると約50回転で一定となった。一方、0.29μmのビーズをプローブとしてトルク(回転力)を見積もったところ、野性型の約40pN・nmに対し28残基以上を削除しても半分にしかならなかった。半身に削いだ回転子でも、半分のトルクは生み出せることになる。従来の結果と合わせると、回転子が固定子に入り込む部分ないし回転子の先端(この2箇所で固定子と相互作用)のどちらかさえ残っていれば、半分のトルクが出る。F1の同転子には、これがなければ、という重要部品はないようである。これらの結果は、現在投稿中である。

去年之后，我们进行了一个实验，其中旋转分子运动F1-ATPase的转子垂直浪费在人体的一半上。该电动机由以圆柱形形状排列的三组α和β亚基组成，形成定子，γ亚基从中心的一侧刺穿以形成转子。随着ATP与三β序列水解，γ旋转。渗透到γ定子的部分是一种盘绕的线圈结构，其中羧基（C-）末端和氨基（N-）端子的α-螺旋是反平行的盘绕线圈结构。其中，将N末端螺旋从边缘移除。为了防止删除整个运动分子变得不稳定，γ的C端通过肽接头连接到β（如去年报道，接头对旋转几乎没有影响）。 N末端螺旋由49个残基组成，这些残基从N末端删除至8、14、28、40和50个残基。根据晶体结构，当删除28个残基时，消除了与定子的相互作用。由于这些原因，使用40 nm金颗粒作为探针测量了无载旋转速度，并且速度逐渐从野生型的每秒200转降低，当去除28个或更多残基时，温度在50转时恒定。另一方面，当我们使用0.29μm珠子作为探针估算扭矩（旋转力）时，我们发现即使删除了28个或更多残基，也只会减半。即使已移至一半的转子也可以产生一半的扭矩。结合常规结果，如果转子进入定子的部分或转子的尖端（在这两个点与定子相互作用）仍然存在，则将产生一半的扭矩。似乎不存在F1共同构造剂的重要部分。这些结果目前正在发布。