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元スレ【生物物理】東大、回転子がなくてもたんぱく質ナノモーターが回転する仕組みを解明

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1 : 一般人φ ★ - 2011/08/10(水) 23:56:31.46 ID:??? (+143,-29,+0)

東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻の野地博行教授ならびに同応用化学専攻の飯野亮太講師ら
による研究チームは、高速原子間力顕微鏡を使い、たんぱく質ナノモーター「F1-ATPase」が、回転子がなくても
一方向に"回転"することを証明した。

同成果は、一方向への回転には回転子と固定子の相互作用を必須とする従来の説を覆し、他のたんぱく質
ナノマシンの作動メカニズムの理解を助けるとともに、人工ナノマシンを設計する上で重要な指針を与えるも
のと研究チームでは説明しており、米国の学術雑誌「Science」に掲載された。

アデノシン-3-リン酸(ATP)合成酵素の一部であるF1-ATPaseはたんぱく質でできたナノメートルサイズの
回転モーターで、ATPをエネルギー源として回転することは、1997年に日本の研究グループにより光学顕微鏡を
用いた1分子観察で証明されている。F1-ATPaseの研究は日本がリードしており、これまでに、エネルギー変換
効率(100%)、発生する回転力、最高回転速度(1秒間に数100回転)、回転ステップの大きさ(120°ごとに停止する
ステッピングモーター)などの基本的な性質が明らかにされている。

また、F1-ATPaseの立体構造をもとに、一方向に回転する仕組みについても議論が進められてきている。
F1-ATPaseは、αとβサブユニットが3つずつ互い違いに並んで作る固定子リングに、回転子のγサブユニット
が突き刺さった構造で、3つのβサブユニットが、"開いた状態"と"閉じた状態"に形を変化させることで、
回転力を発生させている。これまでで最も有力な回転機構のモデルは、1つのβの形の変化が回転子γを通して
別のβに伝わることで、3つのβが形を変えてトルクを発生する(γを押し引きする)タイミングがうまく調節されて
一方向に回転するというものであった。しかし、最近、回転子γを短く削ってβとの接触点を大きく減らしても
一方向に回転できるという報告がなされ、このモデルが必ずしも正しくはない可能性が示唆されていた。

今回、研究チームでは金沢大学の安藤敏夫教授、内橋貴之准教授が開発した高速原子間力顕微鏡を用いた1分子観察で、
回転子のないF1-ATPaseの固定子リングが一方向に"回転"できるのかを検証した。その結果、ATP依存的に固定子
リングの3つのβが順番にかつ反時計回りの一方向に構造変化する様子を明確に可視化することに成功し"回転"
を実証することに成功した。

（引用ここまで　全文は引用元をご覧ください）

▽画像　高速原子間力顕微鏡で観察した回転子のないF1-ATPaseの"回転"運動。
赤丸で示しているのが開いた状態のβサブユニットに相当し、開いたβは反時計まわりに移動している

▽記事引用元　マイコミジャーナル（2011/08/08）
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/08/08/051/index.html

▽東京大学プレスリリース
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2011/110805_iino_noji.pdf

▽Science
「High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals Rotary Catalysis of Rotorless F1-ATPase 」
http://www.sciencemag.org/content/333/6043/755.abstract

2 : 名無しのひみつ - 2011/08/10(水) 23:57:45.91 ID:dcQFD30Q (+13,+23,+1)

これテストに出た

3 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:06:15.57 ID:Shu70uJC (+46,+29,-9)

難しいことはわからんから
これで結果的に人間はどういう恩恵を得られるの？

4 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:11:13.66 ID:Ay+mlam+ (+19,+29,+2)

なるほど。さっぱりわからん。

5 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:14:45.43 ID:/slQi334 (+24,+29,-1)

つまりあれだろ、いろいろと便利になるってことだろ　

6 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:15:40.03 ID:MAyIKW3w (+55,+29,-26)

>>3
科学技術は人間に恩恵だけを与えるわけではないよ
原爆が人間に何か恩恵を与えたか？

7 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:16:20.72 ID:0NWiT8EE (+13,+28,+1)

zzz…

8 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:21:15.03 ID:Z+6zdKkK (+19,+29,+0)

タンパク質ってくるくる回ってるの

9 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:25:04.68 ID:U0guL2+3 (+29,+29,-16)

>>3
逆に、すぐに恩恵を思いつく発見なんて少ない。
だからと言って、そういう研究をすべて廃止したら、100年後の恩恵を逃したりする。

お前はＲ４か。
売国奴め。

10 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:25:38.30 ID:Pbq2mnLh (+16,+24,+3)

>>6
バカ発見

11 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:28:10.60 ID:VaKSDgPG (+24,+29,-5)

2ch的にいうと、シナチョウセンが
意味もわからずとりあえず口惜しがります

13 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:33:04.37 ID:igeH6HTA (+24,+29,-5)

>>1
知っている名前だ。嬉しいな。
日本の研究者は今が一番苦しい時。頑張って乗り越えて欲しい。

14 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:35:33.52 ID:STFoHv1m (+29,+29,-15)

>>6
アメリカ兵が100万人助かったらしいよ

・・・夏だなぁ

15 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:41:35.98 ID:DtCOw+tG (+24,+29,+1)

>>3
これが民主党脳だよな。

16 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 00:46:03.84 ID:pTe/YfH3 (+30,+29,+0)

>>6みたいなヤツいるけど、陰気だなぁ。

17 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:02:23.62 ID:73ezXysZ (+31,+29,-25)

>>6
・核抑止によるかりそめの平和
・放射線防護学への貢献
・原爆製造、および維持管理に関わる人員・地域への経済効果

18 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:10:24.48 ID:iz3TOQ5Z (+24,+29,-73)

驚きですね。分子スケールのモーターの回転する原理が、我々が普段目にする
モーターとは根本的に違うことを示唆しています。ナノマシンの設計思想を見直す
必要がありそうです。

19 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:11:55.29 ID:lB4SHeZW (-24,-12,+2)

ゴート作れるな

20 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:13:31.64 ID:V05Etktp (+19,+29,-4)

タンパク質グランプリとかありえるで…

21 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:22:50.88 ID:a4gcShJR (+30,+29,-13)

>>3
そのうちレプリカントやガイバーが、作れるようになるんだろ

22 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:23:29.29 ID:r3aPloeA (+31,+29,-6)

>>6
原爆なんて恩恵の塊だろうが。

日本人には不利益な存在だったというだけで。

23 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:32:26.54 ID:ZfK/+hB8 (+19,+29,+0)

回転寿司がなんだって？

25 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:51:25.20 ID:8QDv58do (+31,+29,-32)

>>3
20年後…
ナノマシン化粧品でママンの
お肌のノリが良くなる

26 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 01:53:10.57 ID:8GKXYWYh (-13,+29,-19)

>>3
べん毛を持ったナノマシンが、
大量におまいの体の中をウネウネするようになる。

27 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 02:01:58.48 ID:ClcHF41e (+24,+29,-2)

YouTubeでぐるぐる回ってた人？

28 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 02:24:54.31 ID:Py+ZKeAv (+10,+29,+0)

>>24
神様の設計ですからね。

29 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 02:24:58.20 ID:fjRh0mZS (+24,+29,-14)

固定子が単独で回転してるという発見は
回転子がないということは直接関係ないけど
このタイトルは格好いいなｗ

31 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 03:19:54.74 ID:h0IWKui3 (+61,+21,+5)

ネトウヨ

ブサヨ

32 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 04:19:34.57 ID:XaAuBXxj (+29,+29,-25)

生物のモーターはどれも同じ方向に回転するものばかりなのだろうか？
分子レベルでキラルがあるから不思議ではないけれども。

34 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 04:52:30.64 ID:06ZhIVBA (+19,+29,-17)

朝一にシコシコして精子に乗ってエコ通勤できるって事なの？

35 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 05:00:58.60 ID:eAanu4b9 (+24,+29,-1)

まあ
頭悪いやつがこんな記事書いてもだれも理解できんわなぁ

36 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 08:42:31.28 ID:f7d6QA2j (+25,+30,-32)

このATP合成酵素が回転しているってのを見つけたのも日本人だっけ
アクチン繊維かなにかを付けてぶんぶん回ってるのを映像で捉えた

37 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 14:44:43.31 ID:faC+gmxF (+24,+29,-11)

そもそも”モーター”じゃないだろノータリン

39 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 19:04:59.02 ID:OL+pDgI0 (+21,+29,+0)

>>1
回転子無いと回転しない

40 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 19:14:19.78 ID:jkrVsoYT (+24,+29,-8)

仕組みはわかっていたけど、証明はされてなかったと？
微妙な研究だ・・・

41 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 19:14:55.23 ID:/QDh7ZoL (+28,+29,-91)

>>32
分子モーターで回転方向が簡単に分かるものに、細菌の鞭毛（プロトン濃度差駆動）、古細菌の鞭毛（ATP駆動）があるけど、
どっちも時計回りにも反時計回りにも回るよ。方向は気分次第。

43 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 19:39:48.37 ID:5hh+kmWI (+24,+29,-5)

またキヤノン工場が椅子を無くして労働者虐待する話題なのかと思った

45 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 21:01:37.58 ID:4A4c9J/L (+24,+29,-33)

FoF1の結晶って解けてなかったっけ
10年くらい前のノーベル賞がそうだったかと。

46 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 21:18:45.64 ID:dVfD7cXU (+24,+29,-33)

この教授35歳くらいで阪大の教授になった天才じゃない。

若手の中では憧れだ。

47 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 22:04:18.17 ID:z5Y7vlcq (+24,+29,-11)

スレタイの”回転子は無い”なんてことはなくて鞭毛運動ってことなの？・・・えっと、どういうことなんでしょ。

48 : 名無しのひみつ - 2011/08/11(木) 23:06:53.48 ID:Wox/T4ys (+24,+29,-15)

車軸のない車輪を自然界に見つけたって話？

49 : 名無しのひみつ - 2011/08/12(金) 00:52:24.33 ID:hgdeZhEH (-10,+29,-11)

γがなくてもβは規則正しく動くということだな
つまり固定子はちんこだろうがきゅうりだろうが何を入れられても回しちゃうよ

50 : 名無しのひみつ - 2011/08/12(金) 03:44:27.96 ID:QyVSVou6 (+19,+29,+1)

東大に移ってたんだこの人

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