従来型キネシン分子モーターの二足歩行モデルの直接検証

传统驱动蛋白分子马达双足运动模型的直接验证

• 批准号: 15657037
• 负责人: 廣瀬 恵子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15657037/
• 关键词: キネシン; 微小管; 分子モーター; 一分子計測; 酵素反応; 酸素反応; 情報伝達; 1分子計測

平成15-16年度の研究で、片方の頭部をモーター活性が充分低い(~10%)変異体にしたヘテロダイマーキネシンを作成して、一分子力学測定を行い、このヘテロダイマーが早い8nmステップと遅い8nmステップを交互に繰り返して微小管上を運動することを見い出したことで、世界に先駆けて二足歩行モデルを立証した。この研究の過程で、ヘテロダイマーキネシンの速いステップは、単純な二足歩行モデルでは野生型のステップと同等であることが予想されるが実際はこれよりも高い運動活性を示すという、興味深い現象が見つかった。16年度の研究から、この現象は、一方の頭部(変異体頭部)へのATP結合速度が著しく遅いことに由来した二頭間の協調の乱れが起こる事が示された。このような協調の乱れが野生型でも起こるかどうかを調べる為に、ATPとキネシンによる結合・加水分解の遅いATP類似体(GTP,CTP,UTP)を混合して野生型キネシンの一分子ナノ計測を行った。その結果、ヌクレオチド混合条件下においても、野生型キネシンは微小管上を8nmのステップで連続的に運動する事ができた。しかし、これらのATP類似体のみによるキネシンの運動速度がATPのみによる運動速度と比べて十分に低くなかった為(30-50%)、混合条件下における各々のステップがATPによるものなのか、ATP類自体によるものなのかを明確にする事ができず、野生型キネシンを用いて二頭間の協調の乱れを解析する事はできなかった。しかしながら、この過程で野生型キネシンはATP類似体存在下においてもATP存在下と同等の力(6-7pN)を発生する事を見いだした。この発見は、キネシンの細胞内機能を考える上で興味深い。つまり、細胞内に存在するATP以外のヌクレオチドが結合した場合にも、キネシン分子は、問題なく力発生機能を発揮できる事を示唆している。

In the study of Heisei 15-16, the activity of the head of the film was sufficiently low (~10%), and the molecular mechanics measurement was carried out. In this study, the process of high motor activity and high motor activity was studied. In the 16-year study, the phenomenon of ATP binding in one head (different head) was shown. The coordination of ATP and ATP in the wild type was studied by measuring the molecular structure of ATP analogues (GTP,CTP,UTP) in the wild type. The results showed that under the mixed conditions, the wild type protein could be used for the micro-tube and the 8nm protein could be used for the micro-tube. However, the motion speed of these ATP-like bodies is very low compared to the motion speed of ATP, which is only (30-50%). Under mixed conditions, each speed can be controlled by ATP, the direction of ATP itself can be clarified, and the coordination chaos between the two parties can be resolved by using the wild-type body. In the presence of ATP analogues, the wild-type protein was produced at the same strength (6-7pN). The cellular function of the gene is very interesting. In the presence of ATP in the cell, there is no interaction between ATP and ATP. In the presence of ATP, there is no interaction between ATP and ATP. In the presence of ATP, there is no interaction between ATP and ATP.

项目成果

キネシンは本当に歩くか:片足を怪我した分子モータータンパク質の運動過程の観察

用受伤的腿观察运动蛋白的运动过程真的会走路吗？

• 发表时间: 2004
• 期刊: 実験医学 22巻6号
• 作者: 加世田国与士