Elucidation of the rotation mechanism of V-ATPase by electrochemical potential

通过电化学势阐明 V-ATPase 的旋转机制

• 批准号: 20J01316
• 负责人: 大友 章裕
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01316/
• 关键词: V-ATPase; １分子計測; 分子モーター

腸内連鎖球菌由来V-ATPase (EhV-ATPase) はATP加水分解エネルギーを回転トルクへと変換し、ナトリウムイオンを能動輸送する回転分子モータータンパク質である。本年度はVoドメイン固定子の変異体aE634Aを作製し、イオン輸送が律速となる条件で１分子回転計測に取り組んだ。金ナノ粒子をプローブとした１分子回転計測によりVoドメインの回転子リングの10回対称性を反映した約36°の回転ステップが観察された。各ステップの停止時間の長さはナトリウムイオン濃度に依存しており、Voドメインのステップがナトリウムイオンの結合に対応していることが示唆された。ナトリウムイオンおよびATP両基質が結合律速の条件では、Vo, V1両ドメインの構造対称性を反映した13点の停止が観察された。この結果は両ドメインで安定な角度が異なっていることを意味し、ドメイン間のカップリングが”硬い”ことを示唆する。

来自肠链球菌（EHV-ATPase）的V-ATPase是一种旋转的分子运动蛋白，可将ATP水解能量转化为旋转扭矩并积极运输钠离子。今年，我们准备了一个VO域定子突变体AE634A，并致力于在限制离子传输条件下测量单分子旋转。观察到使用金纳米颗粒作为探针的单分子旋转测量，大约36°旋转步骤反映了VO域的转子环的10倍对称性。每个步骤的停止时间长度取决于钠离子浓度，这表明VO域中的步骤对应于钠离子的结合。在钠离子和ATP底物的条件下，必须限制速率，观察到13个停止，反映了VO和V1结构域的结构对称性。该结果意味着两个域之间的稳定角度不同，表明域之间的耦合是“难”的。

项目成果

Single-molecule analysis of rotation of Enterococcus hirae V-ATPase depending on sodium ion concentration

希拉肠球菌 V-ATP 酶旋转随钠离子浓度变化的单分子分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 大友 章裕;飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太
• 通讯作者: 飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太

Enterococcus hirae由来V-ATPaseのナトリウムイオン濃度に依存した回転運動の１分子解析

源自海拉肠球菌的 V-ATP 酶的钠离子浓度依赖性旋转运动的单分子分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 大友 章裕;飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太
• 通讯作者: 飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太

Na+輸送性V-ATPaseのイオン輸送と共役した回転ステップの１分子観察

Na+ 转运 V-ATP 酶的旋转步骤与离子转运耦合的单分子观察

• 发表时间: 2021
• 作者: 大友 章裕;飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太
• 通讯作者: 飯田 龍也，上野 博史，村田 武士，飯野 亮太