溶媒からエネルギーを取り込んでエントロピー的駆動力を利用する分子モーター

从溶剂中捕获能量并利用熵驱动力的分子马达

基本信息

批准号：
18031033
负责人：
宗行英朗
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

平成19年度はF_1-ATPaseモーターの一分子観察用顕微鏡に,部品からくみ上げた温度調節装置を組み込んだ.不凍液を循環させることにより,約4℃での回転観察が可能になり,Kmよりはるかに高いATP濃度(2mM)でもステップ回転が起こることが観察された.このステップは,ATPの結合待ちの角度で起こるものであるが,ATPの濃度が十分高いことから溶液中のATPがF_1に衝突するまでの待ち時間ではあり得ない.つまりそれ以外の今まで未知だったイベントを反映しているはずである.このイベントとATPの結合のイベントの関係を知るために,ATP待ちの時間が同じくらいの長さになる様にATPの濃度を落として観察を行ったが,dwell time histogramはきれいな単一の指数関数で近似された.これは溶液中からのATPの衝突が早い解離のためにほぼ平衡になってから次のイベントが起こっていることを強く示唆する.つまり,比較的熱エネルギーによる活性化が小さくても進むATPの最初の結合が(非常に早く)ほぼ平衡に達した後に,温度依存性の大きい,つまり熱揺らぎの助けが必要なプロセスがあり,おそらくそのプロセスがステップ運動だということである.既に他研究室でも同じように低温での観察がされており,低温で見えている遅いプロセスがADPの解離であることが示唆されている.現在その点についても更に慎重な検討を進めている.まだ論文発表には至っていないが,本研究計画の趣旨に添って研究が進んでいる.

2007年，将零件泵送的温度控制装置纳入了F_1-ATPase电动机的单分子观测显微镜中。通过循环抗冻结，可以在约4°C下观察旋转，并且观察到即使在ATP浓度（2mm）下，阶跃旋转也远高于km。此步骤发生在ATP的角度等待ATP结合，但是由于ATP的浓度足够高，因此无法在溶液中等待ATP与F_1碰撞。换句话说，到目前为止，它应该反映其他未知事件。为了了解此事件与ATP结合的事件之间的关系，我们降低了ATP浓度，以使ATP等待时间大约相同，并且使用干净的单个指数函数近似停留时间直方图。这强烈表明，下一个事件发生在ATP从溶液碰撞之后由于其快速解离而达到几乎平衡。换句话说，在ATP的初始键进行后，即使热能的激活相对较少，就有一个具有高温依赖性的过程，也就是说，需要热波动的帮助，也许该过程正在逐步运动。同时在其他实验室进行了类似的观察结果，这表明低温下可见的缓慢过程是ADP的解离。目前正在更仔细地调查这一点。尽管该论文尚未发表，但根据该研究项目的目的进行了研究。