F1-ATPaseの逆回転によるATP産生の実証

Demonstration of ATP synthesis by reverse rotation of F1-ATPase

　われわれの体の中には，人が作った機械のように働くタンパク質や，RNAでできた分子機械がある。その中でも，われわれが生きていくために必要なエネルギー源であるアデノシン三リン酸（ATP）を合成するF_oF₁-ATP合成酵素は，ぐるぐると回転する回転モーターであることがわかってきた。この酵素は，バクテリアからヒト，植物にいたるまで広く普遍的に存在する膜タンパク質で，細胞の消費するATPの大部分を合成している^1）。この酵素の存在の普遍性や構造の保守性から考えて，生物は，その誕生のかなり初期の段階でこの酵素造りを完了してしまったと考えられる^2）。

　ここで紹介するのは，この分子機械の一部を操作して，ATPという高エネルギー物質を合成できることを証明したことである^3）。文字通り力ずくで，化学反応を誘導できたことになる。具体的には，ローター部分のサブユニットを捕まえて，ATPで分解して回転するのとは逆向きにぐるぐると回したのだが，タンパク質機械のある一点にある向きの力（トルク）をかけるだけで，そこから物理的に離れている触媒部位での反応を制御して平衡状態からはるかに離れたところまで反応を駆動できたこと，力学的エネルギーを直接化学エネルギーに変換したことなど，初めての発見がある。