Torque generation mechanism of F1-ATPase probed by site-specificand reaction-specific single-molecule manipulation

通过位点特异性和反应特异性单分子操作探测 F1-ATPase 扭矩产生机制

• 批准号: 22247025
• 负责人: NOJI Hiroyuki
• 金额: $ 27.71万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22247025/
• 关键词: 1 分子操作; 1 分子計測; 分子モーター; 1分子操作; 1分子計測

We determined the rate constants and equilibrium constants of catalytic reactions on F1-ATPase as a function of rotary angle by manipulating individual F1 molecules. The results show ATP-binding process is the major torque-generating step. A novel single-molecule imaging system using polarized scattering light from a gold nanorod that has high spatiotemporal resolution was established to visualize the conformational change of the subunit, the torque-generating unit of F1. It was revealed that the subunit makes a power-stroke type conformational change. High-speed AFM was applied to visualize the conformational change of the subunit in the isolated stator ring with three subunits. subunits showed highly cooperative conformational transition, propagating the conformational state in the anticlockwise direction as the same as the rotor rotation.This finding means that the structural basis is programmed in the stator ring.

我们通过操纵单个F1分子来确定F1-ATPase上催化反应的速率常数和平衡常数，这是旋转角的函数。结果表明ATP结合过程是产生的主要扭矩步骤。建立了一种具有高时空分辨率的金纳米棒的偏振散射光的新型单分子成像系统，以可视化亚基的构象变化（F1的扭矩生成单元）。据透露，亚基进行了强力冲程类型的构象变化。高速AFM用于可视化带有三个亚基的孤立定子环中亚基的构象变化。亚基显示高度合作的构象过渡，在逆时针方向上传播构象状态与转子旋转相同。这意味着结构基依据是在定子环中编程的。

项目成果

Winding single-molecule double-stranded DNA on a nanometer-sized reel.

• DOI: 10.1093/nar/gks651
• 发表时间: 2012-10
• 期刊: Nucleic acids research
• 影响因子: 14.9
• 作者: You H;Iino R;Watanabe R;Noji H
• 通讯作者: Noji H

細胞機能再構成のための2つのナノバイオ技術 ; マイクロドロプレットとFRET型Arpセンサー

两种用于重建细胞功能的纳米生物技术；微滴和FRET型Arp传感器

• 发表时间: 2010
• 作者: 河村正二、松本圭史、平松千尋、松下裕香、小澤範宏、蘆野龍一、中田真紀子、笠木聡、Di Fiore;A.、Aureli;F.、Schaffner;C. M.、Melin;A.;野地博行
• 通讯作者: 野地博行

Mechanical Modulation of Catalytic Power of F1-ATPase

F1-ATP酶催化能力的机械调节

• 发表时间: 2012

中身を出し入れできる細胞サイズのうつわを創る

创建一个单元格大小的容器，允许您将内容物放入和取出

• 发表时间: 2010
• 作者: Enoki S;Watanabe R;Iino R;^*Noji H.;飯野亮太;飯野亮太;*Iino R.;*飯野亮太
• 通讯作者: *飯野亮太

Fluctuation and function of a rotary motor protein

旋转运动蛋白的波动和功能

• 发表时间: 2010
• 作者: Enoki S;Watanabe R;Iino R;^*Noji H.;飯野亮太;飯野亮太;*Iino R.;*飯野亮太;飯野亮太
• 通讯作者: 飯野亮太