葉緑体型ATP合成酵素の活性制御を分子レベルで理解する

了解分子水平上叶绿体型 ATP 合酶活性的调节

基本信息

批准号：
11J09051
负责人：
砂村栄一郎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09051/
关键词：
ATP合成酵素シアノバクテリア活性調節

项目摘要

昨年度に引き続き、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御機構を解明するために、シアノバクテリアATP合成酵素を用いて、X線結晶構造解析を行った。昨年度に最適化した条件で結晶を作製し、放射光施設で回折実験を行ったが、分解能の向上は見られなかった。そこで、結晶から水分子を取り除くことで分解能を向上させる脱水操作を試みた。しかし、今のところ、分解能の向上は見られない。また、αサブユニットのN末端にある余分なアミノ配列を切断することで、分解能が向上するのではないかと考え、余分な配列を数残基ずつ切断した変異体を作製した。この変異体の精製及び結晶化を行った。しかし、切断前と同じ結晶化条件では結晶が作製できなかった。酵素の熱安定性が大きく変化したためと考えられる。現在、熱安定性を大きく変化させずに分解能の向上させる変異体を作製中である。また、この酵素を構成するγサブユニットにあるN末端およびC末端のαヘリックスのコイルドコイル構造が活性制御に重要な役割を果たしているのではないかと考え、αヘリックスに人為的に固定する実験を、昨年度に引き続き行った。具体的には、αヘリックスにCysを導入し、S-S華僑をするで、コイルドコイルの相対的位置を固定した。作製した変異体の中には、酵素活性が大きく上昇する変異体があった。また、阻害サブユニットであるεに対する挙動にも変化があった。S-S華僑をする前は、100%近い阻害率であったが、華僑をすることで、40%近くまで阻害率が減少する変異体が得られた。N末端およびC末端のαヘリックス間の相対的な位置関係が、活性の制御に重要な役割を果たすことを示唆する結果が得られた。さらに、この結果から、シアノバクテリアに加えて、高等植物のATP合成酵素の活性制御のメカニズムを推測することができた。

从去年开始，使用蓝细菌ATP合成酶进行X射线晶体结构分析，以阐明叶绿体类型ATP合成酶的主动控制机制。去年在优化条件下创建了晶体，并在辐射光学设施上进行了衍射实验，但没有提高分辨率。因此，我们试图通过去除晶体中的水分子来施用脱水来改善分辨率。但是，到目前为止，解决方案还没有改善。此外，我们认为在alpha亚基的n末端切割过量的氨基序列将改善分辨率，并且一次切割过多阵列的突变体。该突变体被纯化并结晶。但是，在与切割之前相同的结晶条件下不能产生晶体。这可能是因为酶的热稳定性发生了显着变化。当前，一个突变体可以改善分辨率而不大大改变热稳定性。此外，我们认为构成该酶的N端和C末端α-螺旋线圈结构在激活控制方面起着重要作用，并且是人为地固定α螺旋的实验。年。具体而言，将CYS引入了α螺旋中，S-S海外中国固定了盘绕线圈的相对位置。一些创造的变体具有大大增加酶活性的突变体。另外，抑制亚基ε的行为也发生了变化。在S-S海外中国人的抑制率接近100％之前，但是通过使用海外中国人，突变体的抑制率降低到近40％。 N末端和C末端α螺旋之间的相对位置关系在控制活性中起着重要作用。此外，除此结果外，除了蓝细菌外，假定高植物的ATP合成酶的活性控制的机理也被假定。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

シアノバクテリアF1ATPaseにおけるrサブユニットの構造変化と活性制御の関連

蓝藻F1ATP酶r亚基结构变化与活性调节的关系

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenichiro Shiraya;Akihiko Takahashi;Masashi Toda;戸田真史;Toru Hisabori;Ei-ichiro Sunamura;Imashimizu Mari;砂村栄一郎;Ei-ichiro Sunamura;砂村栄一郎
通讯作者：
砂村栄一郎

Conformational change of the y subunit indirectly regulates the activity of cyanobacterial Fi-ATPase

y亚基构象变化间接调节蓝藻Fi-ATP酶活性

DOI：
10.1074/jbc.m112.395053
发表时间：
2012
期刊：
J. Biol. Chem.,
影响因子：
0
作者：
Nagai K;Tanida M;Niijima A;Tsuruoka N;Kiso Y;Horii Y;Shen J;Okumura N.;Ei-ichiro Sunamura
通讯作者：
Ei-ichiro Sunamura

Conformational change of the Y subunit regulates the ATP hydrolysis activity of cyanobacterial ATP synthase

Y亚基构象变化调节蓝藻ATP合酶的ATP水解活性

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenichiro Shiraya;Akihiko Takahashi;Masashi Toda;戸田真史;Toru Hisabori;Ei-ichiro Sunamura;Imashimizu Mari;砂村栄一郎;Ei-ichiro Sunamura
通讯作者：
Ei-ichiro Sunamura

Regulation of FoF1-ATPase from Synechocystis sp.PCC 6803 by the γ and ε subunits is significant for light/dark adaptation

γ 和 ε 亚基对集胞藻 PCC 6803 的 FoF1-ATPase 的调节对于光/暗适应具有重要意义

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
J.Biol.Chem.
影响因子：
0
作者：
Kenichiro Shiraya;Akihiko Takahashi;Masashi Toda;戸田真史;Toru Hisabori;Ei-ichiro Sunamura;Imashimizu Mari
通讯作者：
Imashimizu Mari

葉緑体型ATP合成酵素の活性制御には、γサブユニットのαヘリックスのずれが関与する

叶绿体型 ATP 合酶活性的调节涉及 γ 亚基的 α 螺旋的错位。