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，即使在ATR合酶复合物中，ε亚基也具有ATP结合能力。因此，在今年介绍的本文中，我们详细研究了ATP合酶的α_3β_3γε部分复合物的ATPase活性调节，该复合物包含具有各种ATP结合能力的丙氨酸取代的突变ε亚基。结果，唯一的例外是突变体，其中丙氨酸被认为直接参与抑制作用的残基取代，并且发现在其他突变体中，ATP与ε亚基的结合较弱，抑制ATPase活性的效果越强。我们还研究了ATP与ε亚基的结合是否是活动调节过程中发生的ε亚基的结构变化的触发因素。为此，制备了消除α和β亚基的ATP结合能力的突变体α3_β_3γε，并研究了添加ATP的ε亚基的结构变化。结果，发现随着突变体中添加ATP，没有发生ε亚基的结构变化。这意味着仅与ε亚基结合的ATP不会导致ε亚基的结构变化，而是ATP与β亚基（催化亚基）的结合会导致结构变化。人们认为ATP与ε亚基结合的功能是将曾经激活的复合物保持在激活状态。实际上，在野生型α_3β_3γε络合物中，即使激活的复合物也保持活跃，即使ATP浓度降低，但是在含有弱的ATP结合的α_3β_3γε复合物中，含有弱的ATP结合，可以通过降低反应溶液中的ATP浓度来重新激活激活复合物。这些结果提出了一种控制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.