ATP合成酵素のεサブユニットへのATP結合と活性調節

ATP 与 ATP 合酶 ε 亚基的结合及其活性的调节

基本信息

批准号：
18770118
负责人：
山田康之
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Rikkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

これまでの研究結果から、ATR合成酵素複合体中でもεサブユニットがATP結合能を持つ事が強く示唆された。そこで、本年度発表の論文では、様々なATP結合能を持つアラニン置換変異体εサブユニットを含む、ATP合成酵素のα_3β_3γε部分複合体のATPase活性調節を詳細に検討した。その結果、阻害に直接関与すると考えられる残基をアラニンに置換した変異体を唯一の例外とし、それ以外の変異体では、εサブユニットへのATP結合が弱ければ弱いほど、ATPase活性を阻害する効果が強くなる事が明らかになった。また、εサブユニットへのATP結合が活性調節の際に起こるεサブユニットの構造変化のきっかけであるかを調べた。このために、α、βサブユニットのATP結合能を無くした変異体α3_β_3γεを作成し、ATPの添加に伴うεサブユニットの構造変化を検討した。その結果、変異体ではATPの添加に伴うεサブユニットの構造変化は起こらない事が明らかになった。このことは、εサブユニットへのATP結合のみではεサブユニットの構造変化は起こらず、触媒サブユニットであるβサブユニットへのATP結合によって構造変化が引き起こされる事を意味する。εサブユニットへのATP結合には、一旦活性化した複合体を活性化状態に保つ働きがあると考えられる。実際、野生型のα_3β_3γε複合体では、一旦活性化した複合体は、ATP濃度を下げても活性化状態を保つが、ATP結合の弱まった変異体εサブユニットを含むα_3β_3γε複合体では、反応液のATP濃度を低下させる事で活性化した複合体の再不活性化が観察された。これらの結果より、ATP合成酵素の新たな活性調節機構を提案する事が出来た

先前的研究结果强烈表明ATR合酶复合物的ε亚基具有ATP结合能力。因此，在今年发表的论文中，我们详细研究了ATP合成酶α_3β_3γε亚复合体对ATP酶活性的调控，该亚复合体含有丙氨酸取代的突变型ε亚基，具有多种ATP结合能力。结果表明，除了被认为直接参与抑制的残基被丙氨酸取代的突变体之外，在其他突变体中，ATP与ε亚基的结合越弱，则ATP酶活性受到的抑制越强。效果更强。我们还研究了 ATP 与 ε 亚基的结合是否是活性调节过程中发生的 ε 亚基结构变化的触发因素。为此，我们创建了α3_β_3γε突变体，其中α和β亚基的ATP结合能力被消除，并检查了添加ATP后ε亚基的结构变化。结果表明，在突变体中，没有发生由于添加ATP而引起的ε亚基的结构变化。这意味着ATP单独与ε亚基结合不会引起ε亚基的结构变化，但ATP与催化β亚基的结合会引起结构变化。与ε亚基结合的ATP被认为具有在激活后维持复合物激活的功能。事实上，一旦激活，即使ATP浓度降低，野生型α_3β_3γε复合物仍保持激活状态，但α_3β_3γε复合物，其含有ATP结合减弱的突变型ε亚基，表明反应溶液中激活的复合物重新失活通过降低 ATP 浓度来观察。基于这些结果，我们能够提出一种调节 ATP 合酶活性的新机制。

项目成果

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γε sub-complex of thermophilic ATP synthase has the ability to bind ATP

嗜热ATP合成酶的γε亚复合物具有结合ATP的能力

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Biochemical and Biophysical Research Communications 349
影响因子：
0
作者：
Takahashi;K. et al.;Michinori Matsuo;Shigeyuki Kato et al.;Satoshi Iizuka et al.
通讯作者：
Satoshi Iizuka et al.