ATP合成酵素におけるエネルギー共役機構の解明

阐明 ATP 合酶的能量耦合机制

• 批准号: 07780511
• 负责人: 木原 昌子
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780511/
• 关键词: ATP合成酵素; F_0F_1-ATPase; H^+-ATPase; エネルギー共役

ATP合成酵素(F_0F_1-ATPase)は,酸化的リン酸化において,膜を介したH^+輸送に共役してATPを合成している.本研究では,ATPの合成/加水分解の触媒作用とH^+輸送路を通るイオンの輸送とが,どのようにして共役しているかを明らかにするため,我々がエネルギー共役を調節していることを明らかにしたγサブユニットに着目し,β/γサブユニット間の相互作用を解明するべく研究を進めた.我々が既に単離していた大腸菌γサブユニットのフレームシフト変異株(γfs)では,γサブユニット(286アミノ酸)の277番目のコドンにフレームシフト変異が起きた結果,7残基長くなった変異γサブユニットが生合成される.この変異株のin vivoでのATP合成活性は非常に低下していたので,βサブユニット上に抑圧変異を同定したところ,γサブユニットのフレームシフト変異が,βサブユニットのβArg-52→CysおよびβGly-150→Aspの変異でそれぞれ抑圧されることが明らかになった.興味深いことに,βGly-150残基は,触媒活性に必須なβLys-155, βThr-156に近接していた.また,γfs/βCys-52の二つの変異をもつ酵素の活性は野性型の70%まで回復していたが,γfs/βAsp-150変異酵素ではATPase活性の回復は見られなかったことから,この変異株では協同性が回復したと考えた.以上の結果は,γサブユニットとβサブユニットの相互作用が,触媒活性あるいは協同性に重要であることを示していると考える.これらの結果についてはJ. Boil. Chem.に報告した.

ATP合酶（F_0F_1-ATPase）通过在氧化磷酸化中结合膜介导的H^+转运来合成ATP。在这项研究中，为了澄清ATP/水解和离子通过H^+传输路径的运输的催化，我们集中在γ亚基上，我们揭示了我们调节能量共轭，并进行了研究以阐明β/γ亚基之间的相互作用。在我们已经分离出的大肠杆菌伽马亚基的移码突变体（γfs）中，在γ亚基的第277个密码子（286个氨基酸）的第277个密码子（286个氨基酸）中发生，导致7个沉积的更长的突变。在这种突变株中，突变的γ亚基是生物合成的。由于体内ATP合成活性非常差，因此我们鉴定了β亚基上的抑制突变，并且发现γ亚基中的移码突变通过βARG-52→Cys和βGly-150→ASP的突变抑制了γ亚基的移率突变。有趣的是，βGly-150残基是βLys-155，这对于催化活性至关重要。它接近βTHR-156。此外，携带两个突变的γFS/βCys-52突变的酶的活性已恢复到野生型的70％，但是ATPase活性并未通过γFS/βASP-150突变体酶恢复，因此认为在这种突变体中恢复了合作。以上结果表明，γ和β亚基的相互作用对于催化活性或合作性很重要。这些结果被报告为J.沸腾。化学

项目成果

C. Jeantour-De Beukelaer: "β-γ subunit interaction is required for catalysis by H^+-ATPase..." J. Biol. Chem.270. 22850-22854 (1995)

C. Jeantour-De Beukelaer：“H^+-ATP 酶催化需要 β-γ 亚基相互作用……”J. Biol.22850-22854 (1995)。

A. Iwamoto: "F-type H^+-ATPase : catalysis and proton transport." NATO ASI Series. H89. 212-228 (1995)

A. Iwamoto：“F 型 H^ -ATP 酶：催化和质子运输。”