固定子オリフィスの半分を満たすローターのアミノ末端ヘリックス全体を欠いているF1-ATPaseのトルク生成

F（1）-ATPaseは、α（3）β（3）サブユニットで作られたシリンダー内で中央γサブユニットが回転するATP駆動型回転型分子モーターです。γROTORのアミノおよびカルボキシル末端は、ステーターシリンダーに浸透して車軸として機能するαヘリックスのコイル状コイルを形成します。クリスタル構造は、車軸がオリフィスの2つの位置でステーターによって支えられていることを示しています。スリーブの接点は、ほぼ長いカルボキシル末端ヘリックスに専念していますが、オリフィス接点のほぼ半分はアミノ末端ヘリックスにあります。ここでは、アミノ末端のヘリックスを最大50残基に段階的に切り捨て、車軸の半分をずっと上に除去しました。ハーフスライスの車軸は、野生型のトルクのほぼ半分のトルクを使用して、野生型速度の4分の1のアンロード速度でまだ回転していました。切り捨ては、ローターチップが短いペプチドリンカーを介してβサブユニットに接続されているコンストラクトで作成されました。単独でリンクしても、回転特性は大きく変化しませんでした。これらの以前の結果は、オリフィスまたはスリーブでのローターステーターの相互作用が保存されている場合、通常のトルクのほぼ半分が生成され、モーターのメイクが非常に堅牢であることを示唆しています。

F(1)-ATPase is an ATP-driven rotary molecular motor in which the central γ-subunit rotates inside a cylinder made of α(3)β(3) subunits. The amino and carboxyl termini of the γ rotor form a coiled coil of α-helices that penetrates the stator cylinder to serve as an axle. Crystal structures indicate that the axle is supported by the stator at two positions, at the orifice and by the hydrophobic sleeve surrounding the axle tip. The sleeve contacts are almost exclusively to the longer carboxyl-terminal helix, whereas nearly half the orifice contacts are to the amino-terminal helix. Here, we truncated the amino-terminal helix stepwise up to 50 residues, removing one half of the axle all the way up and far beyond the orifice. The half-sliced axle still rotated with an unloaded speed a quarter of the wild-type speed, with torque nearly half the wild-type torque. The truncations were made in a construct where the rotor tip was connected to a β-subunit via a short peptide linker. Linking alone did not change the rotational characteristics significantly. These and previous results show that nearly half the normal torque is generated if rotor-stator interactions either at the orifice or at the sleeve are preserved, suggesting that the make of the motor is quite robust.