F1-ATPaseのステップ回転―ATP駆動の分子機械が働く仕組み

　たんぱく質の分子は，たった1個だけでも立派に働くので，分子機械と呼ばれる。例えば，図1に示してあるのは1個の回転モーター分子で，中央上部に突き出ている黒っぽい棒状の部品（サブユニット）が，それを取り囲む六つの灰色の部品の中で回る。われわれの体の中には，この分子モーターがたくさんあり，くるくると回り続けている。原子が縦・横・奥行きそれぞれ数十個並んだ塊がたんぱく質の分子。こんなに小さな分子が，たった1個だけで働くのである。

　この回転分子モーターは，F₁-ATPaseないしF₁（エフワン）と呼ばれている。体内では，回転により，生体内のエネルギー通貨であるATPを化学合成している。回転による化学合成とは，いったいどういう仕掛けなのだろうか。反対方向に回るときには，ATPを分解して，そのエネルギーを使って文字通りモーターとして働くのだが，合成の時と同じ仕掛けを使うのだろうか。