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哺乳動物FoF1ATP合成酵素全体の構造解析によるエネルギー変換の原子機構解明

通过整个哺乳动物 FoF1ATP 合酶的结构分析阐明能量转换的原子机制

基本信息

批准号：
22KJ1638
负责人：
慈幸千真理
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1638/
关键词：
ATP合成酵素ミトコンドリア単粒子構造解析膜蛋白質複合体

项目摘要

本研究では、FoF1ATP合成酵素四量体(テトラマー)全体を安定化させ、その機能する全長を高分解能X線結晶構造解析すること、さらには、クライオ電子顕微鏡（クライオ電顕）を用い、単粒子静的構造解析及び溶液中の本酵素の経時変化（動的立体構造）を明らかにし、本酵素の働きについて、詳細なメカニズムを解明することを研究計画としていた。まず、高分解能構造学解析のために、試料調製に重点を置き研究を行った結果、本酵素モノマー、ダイマー、テトラマー、オリゴマーを安定に精製することに成功した。また、この方法で得られた本酵素は、溶液条件を最適化することで、ミトコンドリア内膜で存在するオリゴマー形態に戻すことができた（未発表）。可溶化によってオリゴマーでなくなった本酵素をin vitroで、もう一度オリゴマーに戻すことができたのは、世界で初めてであり、精製された本酵素が無傷で安定であるという証拠である。加えて、申請者は、哺乳動物のウシからだけでなく、ヒトの本酵素の精製方法も確立した。その成果は、京都大学から物質特許として出願し、2022年９月にはP C T出願された。次に、この精製方法で得られた試料に対してクライオ電顕観察を始めた。クライオグリッド作製のために精製過程で用いたショ糖の除去（溶液交換）や濃縮を行う必要があった。本酵素は透析も濃縮膜も使用することができなかったため、別の方法を開発し（未発表）、クライオグリッドの作製に成功した。クライオ電顕を用いて、哺乳動物ミトコンドリアFoF1ATP合成酵素テトラマーの単粒子構造解析を共同研究により行なった結果、現在、全体では約６オングストーム、FoF1モノマーにフォーカスすると、3.6オングストローム分解能の構造を得ている。

In this study, FoF1ATP synthetic enzyme quadruple (enzyme quadruple) all stabilized and mechanically stabilized, the whole length of high decomposition energy X-ray analysis, the analysis of the X-ray crystal analysis of the whole high decomposition energy, the analytical analysis of the microphone, the static and the time-stable (dynamic stereo-manufacturing) of the enzyme in the solution, and the determination of the enzyme in the solution. Tell me about the research project. The results of the study, the results of this enzyme, the concentration of this enzyme, the temperature, the temperature and the temperature. This enzyme was obtained by the method, the solution condition was optimized, and the intima was present in the solution (not shown in the table). This enzyme is in vitro, soluble, stable, stable and stable. Add food, food, milk, food, food The achievements, the special events of Kyoto University, and the P C T of September 2022. In the second half of the year, the precision method can be used to determine the starting point of the monitoring system of electrical equipment. In the course of the process, please use the sugar to remove (solution exchange) the necessary information. The enzyme dialysis membrane was successfully tested by using the enzyme dialysis method (not shown in the table), the enzyme dialysis membrane, the enzyme dialysis membrane, and the enzyme dialysis membrane. The results of the joint study on the synthesis of FoF1ATP synthetic enzymes by the use of microorganisms, mammals and mammals. The results show that the results are about 6%, 6%, 6%, 6%, 6%, 6% and 3% respectively.