一分子と集合体レベルでの分子モーター機能の顕微解析

单分子和聚集水平分子运动功能的微观分析

• 批准号: 09279228
• 负责人: 石渡 信一
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Waseda University
• 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-09279228/
• 关键词: ミオシン分子モーター; キネシン分子モーター; 温度パルス顕微鏡法; 高速顕微画像解析システム; アクトミオシン; 微小管; 滑り運動系; HMM

(1)温度パルス顕微鏡法に高速顕微画像解析システムを組み合わせ、アクトミオシンモーターの滑り運動系に応用したところ、温度上昇に約6ms遅れて滑り運動が始まることが分かった。この時間遅れがモーターのどのような状態に対応するかの解明は、今後解決すべき問題として残された。主な結果は論文としてまとめ、現在投稿中である。(2)温度パルス顕微鏡法を、微小管-キネシン系に応用した。その結果、18℃から約40℃に上昇すると、滑り速度は約0.4μm/sから約4.0μm/sへと上昇した。4.0μm/sいう滑り運動は、これまで知られていたキネシン分子モーターの滑り速度の数倍にも達する。キネシン分子モーターの機能は、ミオシン分子モーターに比べて温度に対して弱いことも分かった。我々はまた、キネシン一分子の滑り運動機能が熱的に励起されることを確認した。(3)アクチン・HMM分子間の結合破断力について、単頭HMMと双頭HMMを比較した。その結果、単頭HMMの破断力の分布は約7pNにピークを持つのに対して、双頭HMMでは数pNから20pNにわたって広く分布し、7pNと10数pNとに2つのピークをもった。即ち、アクチン・HMM分子の結合破断力は、単頭と双頭とで約2倍異なっていた。また、結合したアクチンフィラメントの旋回運動を通して見積もったHMM分子の捻れ弾性率は、一見すると双頭HMMの方が小さかった。しかし、双頭HMMの場合には旋回運動に幾つもの平衡角度(互いに約2π離れている)が存在するように見え、各平衡角度の回りで見積もった弾性率は、単頭HMMのものとほぼ一致した。即ち、双頭HMMの場合には、双頭結合(数十秒)→単頭結合(数秒)→双頭結合(数十秒)のように結合様式を変え、結合アクチンフィラメントの平衡角度を変化させているように見えた。

(1) temperature パ ル ス 顕 micro mirror method に high-speed 顕 micro portrait parsing シ ス テ ム を group み close わ せ, ア ク ト ミ オ シ ン モ ー タ ー の slide り athletic に 応 with し た と こ ろ, temperature rise に about 6 ms 遅 れ て slide が り movement beginning ま る こ と が points か っ た. こ の time 遅 れ が モ ー タ ー の ど の よ う な state に 応 seaborne す る か の interpret は, in the future to solve す べ き problem と し て residual さ れ た. The main な result is a と てまとめ てまとめ paper, which is currently in the process of submission である. (2) Temperature: パ パ ス顕 ス顕 micromirror method を, microtubule-キ ネシ <s:1> system に応 use <s:1> た. そ の results, 18 ℃ か ら about 40 ℃ に rise す る と, smooth speed り は about 0.4 mu m/s か ら about 4.0 mu m/s へ と rise し た. The 4.0μm/s う う sliding <s:1> motion <e:1> and the <s:1> れまで れまで know that the られて られて たキネシ たキネシ the <s:1> molecular モ the タ the タ the <s:1> the <s:1> sliding <s:1> speed <e:1> is several times that of the に する reaching する. Molecular モ キ ネ シ ン ー タ ー の function は, ミ オ シ ン molecular モ ー タ ー に than べ て temperature に し seaborne て weak い こ と も points か っ た. I 々 また また and キネシ キネシ a part of the <s:1> sliding <s:1> exercise function が the に excitation of heat される される とを confirm that た. (3)ア チ チ <e:1> · intermolecular <s:1> binding breaking force of HMM に を て て て, 単 head HMMと double-head HMMを comparison た た. そ の results, 単 head HMM の breaking force distribution は の about 7 pN に ピ ー ク を hold つ の に し seaborne て, double head the HMM で は number pN か ら 20 pN に わ た っ て hiroo し く distribution, 7 pN と 10 number pN と に 2 つ の ピ ー ク を も っ た. That is, ち, ア, チ, <s:1> · HMM molecular nucleus binding breaking force ア, 単 head と double head とで is about twice different なって た た た. ま た, combined し た ア ク チ ン フ ィ ラ メ ン ト の cycle movement を tong し て see product も っ た HMM molecular の twist れ は 弾 sex rate, a see す る と double HMM の party が small さ か っ た. し か し, double head the HMM の occasions に は cycle movement に several つ も の balance Angle (mutual い に about 2 PI from れ て い る) exist が す る よ う に え, the balance Angle の back り で see product も っ た 弾 は sex rate, 単 head HMM の も の と ほ ぼ consistent し た. Namely ち, double HMM の occasions に は, double head combination (tens of seconds) - 単 head combination (seconds) - double combination (tens of seconds) の よ う に combined with others in type を - え, combined ア ク チ ン フ ィ ラ メ ン ト の を balance Angle variations change さ せ て い る よ う に see え た.

项目成果

石渡信一: "心筋の収縮と超分子の自己組識化" 科学. 68・2. 110-113 (1998)

石渡真一：“心肌收缩和超分子自组装”《科学》68・2。

H. Fujita & S. Ishiwata: "Confractilidy and its regulation of this filament-reconstituted condiac musch fibres-muntigadon of the role of regulatory proteins in spontaucono feujion osullation" J. Musch Res. Cell motil.18・4. 495- (1997)

H. Fujita & S. Ishiwata：“Confratilidy 及其对这种细丝重建的 condiac musch 纤维的调节 - 调节蛋白在 spontaucono feujion osullation 中的作用” J. Musch Res Cell motil.18・4。 ）

S. Ishiwata et al.: "Interhead Distances in Myosin Attached to F-Achn Estimated by Fluorescena Energy Transfer Spectros copy" Biophys. J.73・2. 895-904 (1997)

S. Ishiwata 等人：“通过荧光能量转移光谱复制估计的肌球蛋白的间距”J.73·2（1997）。

石渡信一編: "生体分子モーターの仕組み" 共立出版, 214 (1997)

石渡真一主编：《生物分子马达的机制》Kyoritsu Shuppan，214（1997）

M. Hotta & S. Ishiwata: "Temperature dependence of association and dissociation rate constants of rhodamine phalloidin with actin Felaments" J. Musch Res. Cell motil.18・4. 491- (1997)

M. Hotta 和 S. Ishiwata：“罗丹明鬼笔环肽与肌动蛋白 Felaments 的结合和解离速率常数的温度依赖性”J. Musch Res.18・4。