急速凍結レプリカ電子顕微鏡法を駆使した平滑筋収縮のクロスブリッジ構構の研究

速冻复制电镜研究平滑肌收缩的跨桥结构

• 批准号: 09279213
• 负责人: 片山 栄作
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09279213/
• 关键词: 急速凍結電子顕微鏡法; フリーズ・ディープエッチレプリカ法; アクチン; ミオシン・クロースブリッジ; コンフォメーション変化; 3次元再構成; コンピュータートモグラフィ; サブドメイン構造

筆者は、高い空間/時間分解能を有するマイカ細片急速凍結フリーズレプリカ電子顕微鏡法を駆使して、アクチンの滑り運動を起こしているミオシン・クロスブリッジの一瞬の姿を捉え、筋収縮や種々の細胞運動の源となる滑り運動の分子メカニズムを構造の面から追求してきた。これまでに、アクチン・重メロミオシン(HMM)硬直複合体をマイカ表面に吸着させ、そのままで、あるいはATPを加えた直後に急速凍結して得られた像から、硬直複合体においては、HMMの2個の頭部は大部分真っ直ぐ伸びた洋ナシ型の形状をとっており、アクチンの軸方向と約45度の傾きを持って結合していること、また、ATPを加えて滑り運動を開始させると、1HMM分子の2個の頭部は強く折れ曲がり、常にその片側のみで、内側にアクチン・フィラメントを抱くように結合していることなどを示してきた。本年度の研究計画においては、本法を平滑筋アクトミオシン系に応用し、機能遂行中のクロスブリッジの更に詳細な3次元構造を追求することの2点を目標として設定したが、都合により、第2の目標の追求に全力を注ぐこととした。これまでの立体視差を利用する再構成法は精度不足であったので、レプリカ試料を広範囲に傾斜して像を撮影し、コンピュータ・トモグラフィで3次元像再構成する方法に切り替えた。一般的には、撮影角度制限による情報不足のため、このような状況での再構成は困難であるが、レプリカが2次元物体であり、しかも高コントラスト像が得られるために現実に可能となった。当方法の実用性を検証するために、X線結晶解析による高次構造データの得られている骨格筋HMM頭部の構造とそのリガンド結合に伴う構造変化を追ってみた。以前、HMMにATPやADP/バナジン酸を加えると頭部が強く屈曲することを見いだしているが、再構成像では、原子モデルで見られる分子内各ドメインの配置が良く分かり、構造変化の実態がかなり明らかになった。

The author's high space/time decomposition ability is the rapid freezing of thin slices.レプリカElectronic micromirror method を駆使して、アクチンの slippery movement をこしているミオシン・クロスブリッジの时の POSTURE をCATCH え, MUSCLE やkind 々のCell movement The source of the movement is the movement of the molecules and the structure is the surface of the movement. HMM, HMM, rigid straight complex The surface of the mako absorbs させ, そのままで, あるいはATP をadds えた straight afterにQuickly Freeze してGet られたLike から, Hard Straight Complex においては, HMM の2 のHead は Most True っ Straight ぐ Stretch び た Foreign ナ シ TYPE のShape を と っ て お り, The direction of the axis of the axis is about 45 degrees. Individual head は strong く fold れ bend が り, constant に そ の piece side の み で, inside に ア ク チ ン・フィラメントをEmbrace the くようにcombine the していることなどをshow してきた. This year's research plan, the smooth ribs of this method, and the functions of the smooth ribs are being implemented. More details. 3D Structure をPursuit することの2-point をGoal として Setting したが, All together により, 2nd のGoal のPUSH にFull をNote ぐこととした.これまでのstereoscopic parallax をUsing the する reconstruction method は Insufficient accuracy であったので, レプリカ sample を広法囲にThe method of tilting the image is to reconstruct the 3-dimensional image, and to reconstruct the image using the コンピュータ・Tower method. Normal camera, camera angle restriction, insufficient information, difficult reconstruction of the situation,レプリカが2-dimensional object であり, しかも高コントラストimage が got られるために成実にMaybe となった. When the practicality of the method is proven, the X-ray crystallographic analysis will prove the high-order structure. The structure of the HMM head of the HMM head is combined with the structure of the HMM and the structure of the HMM. Previously, HMMにATPやADP/バナジン acidを加えると头が强くflexionすることを见いだしているが, reconstructed imageでは, atomic モデルで见られる Each ドメインの configuration in the molecule is good and divided, and the structure is changed in the の実state がかなり明らかになった.

项目成果

E.Katayama: "Quick-Frec2e Deep-Etch Electron Microscopy of the Acto Heavy mercmycsin dneing the in vitrc Motili fy Assay" Journal of Molechlar Biology.印刷中

E. Katayama：“Acto Heavy Mercmycsin 的 Quick-Frec2e Deep-Etch Electron Microscopy of the Acto Heavy Mercmycsin dneing the in vitrc Motili fy Assay”《Molechlar Biology》杂志正在出版

片山 栄作: "細胞膜内におけるべん毛モータの立体構造" 生物物理. 37(2). 63-67 (1997)

Eisaku Katayama：“细胞膜鞭毛运动的三级结构”生物物理学 37(2) (1997)。

片山 栄作: "『分子のかたちを見る』:電子顕微鏡による分子観察" 細胞工学. 16(1). 121-130 (1997)

Eisaku Katayama：“‘观察分子的形状’：使用电子显微镜进行分子观察”，Cell Engineering 16(1)。

片山 栄作: "マイカ細胞法の応用:急速凍結ディープエッチング、レープリカによる分子観察" 電子顕微鏡. 32(3). 166-169 (1997)

Eisaku Katayama：“云母细胞方法的应用：快速冷冻深度蚀刻，使用复制品进行分子观察”电子显微镜32（3）（1997）。

E.Katayama: "Cuvrent Methods in Mascle Physiology : Adrantages,Problems and Limitations pp.287-301" Oxford University Press (H.Sug : ed.), 376 (1998)

E.Katayama：“肌肉生理学中的当前方法：优点、问题和局限性，第 287-301 页”牛津大学出版社（H.Sug：编辑），376（1998）