アクトミオシン運動ユニットの分子構造と滑り運動

肌动球蛋白运动单位的分子结构和滑动运动

• 批准号: 03223216
• 负责人: 山田 武範
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Teikyo 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03223216/
• 关键词: 分子モ-タ-; アクトミオシン; 滑り運動; 核磁気共鳴; アクチン; ミオシン

アクトミオシン分子モ-タ-は、ATPの化学エネルギ-を使ってアクチンとミオシン分子が互いに滑ることによって動く。従来、この滑り運動はミオシン頭の首振り運動によって起こるとされている。そこで、本研究ではアクトミオシンのどのような構造変化が滑り運動をカップルしているかを検討した。ミオシンはATPを分解してえられる化学エネルギ-を滑りの運動エネルギ-に変換する。この時に起こるミオシン頭の構造変化を、うさぎ筋肉より調整したミオシン頭を使って高分解能核磁気共鳴装置により調べた。この結果、アミノ酸のレベルでその軽鎖およびその他の部位に局所的な構造変化が起こっていることが分かった。一方、ミオシン頭を酵素で処理するとこれが三つのドメインに切断され、それにともなってATP分解活性やアクチンとの相互作用に変化が起こることが知られている。そこで、この酵素処理によってミオシン頭にどのような構造変化が起こるかを高分解能核磁気共鳴装置を使って使べた。その結果、ミオシン頭を酵素処理するとそのル-プ領域に存在するいくつかのアミノ酸が遊離することが明かとなった。また、温度を変えてミオシン頭の構造の安定性を調べた所、その構造の安定性は酵素処理によって変わらないことが分かった。この事は酵素処理によってミオシン頭の全体的な大きな構造は変化しないことを示している。一方、in vitro運動系を使って酵素処理をしたミオシン頭を使った分子モ-タ-の運動性を調べたところ、酵素切断を受けたミオシン頭ではその運動性がほとんどなくなってしまうことが分かった。従って、滑り運動はミオシン頭の比較的局所的な構造変化によって起こっているものと推察された。こうした実験から得られた結果をもとに、アクトミオシンの滑り運動とその分子構造のカップリングについて、別紙のように発表した。

ア ク ト ミ オ シ ン molecular モ タ - は, ATP の chemical エ ネ ル ギ - を make っ て ア ク チ ン と ミ オ シ ン molecular が mutual い に slide る こ と に よ っ て く. Youdaoplaceholder0 come, <s:1> slide, <s:1> move, シ シ シ シ シ head によって first vibration, によって start, るとされて るとされて る る る. そ こ で, this study で は ア ク ト ミ オ シ ン の ど の よ う な structure - exercise を が slide り カ ッ プ ル し て い る か を beg し 検 た. ミ オ シ ン は を ATP decomposition し て え ら れ る chemical エ ネ ル ギ - を slide り の movement エ ネ ル ギ - に variations in す る. こ の に up こ る ミ オ シ ン head の structure - を, う さ ぎ brawn よ り adjustment し た ミ オ シ ン head を っ て high decomposition can nuclear magnetic 気 echo mechanism に よ り adjustable べ た. こ の results, ア ミ ノ acid の レ ベ ル で そ の 軽 lock お よ び そ の he の parts に な structural variations of bureau が up こ っ て い る こ と が points か っ た. Party, ミ オ シ ン head を enzyme で 処 Richard す る と こ れ が three つ の ド メ イ ン に cut さ れ, そ れ に と も な っ て ATP decomposition activity や ア ク チ ン と の に interaction - the が up こ る こ と が know ら れ て い る. そ こ で, こ の enzyme 処 Richard に よ っ て ミ オ シ ン head に ど の よ う な structure - the が up こ る か を high decomposition can nuclear magnetic 気 を echo mechanism make っ て make べ た. そ の results, ミ オ シ ン head を enzyme 処 talked す る と そ の ル - に プ field exist す る い く つ か の ア ミ が ノ acid free す る こ と が Ming か と な っ た. を ま た, temperature variations え て ミ オ シ ン の の structure stability を back べ た, そ の の structure stability は enzyme 処 Richard に よ っ て - わ ら な い こ と が points か っ た. The <s:1> process of <s:1> enzymes in <s:1> enzyme processing によって によって によって シ シ <e:1> <e:1> <s:1> the な structure of the entire <s:1> of the head <e:1> undergoes な large <e:1> な changes in <s:1> な <s:1> とを とを とを とを とを shows て る る る る. One party, the in vitro athletic を make っ て enzyme 処 Richard を し た ミ オ シ ン head を っ た molecular モ タ - の motility を adjustable べ た と こ ろ, enzyme cut を け た ミ オ シ ン head で は そ の motility が ほ と ん ど な く な っ て し ま う こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, the motion of the 従って sliding シ シ シ <e:1> the な structural changes of the station compared by the head によって the <s:1> って って る る る <s:1> と と と observe された. こ う し た be 験 か ら have ら れ た results を も と に, ア ク ト ミ オ シ ン の slide り movement と そ の molecular structure の カ ッ プ リ ン グ に つ い て, don't paper の よ う に 発 table し た.

项目成果

Takenori Yamada: "shortening of glycerinated skeletal muscle fibers induced by laser flash photolysis of caged ATP" Biophysical Journal. 59. 417A (1991)

Takenori Yamada：“笼中 ATP 激光闪光光解引起的甘油化骨骼肌纤维缩短”生物物理学杂志。

Haruo Sugi: "Shortening of single glycerinated muscle fibers induced by laser flash photolysis of caged ATP" Plenum Press,

Haruo Sugi：“笼中 ATP 的激光闪光光解引起单甘油化肌纤维的缩短”Plenum Press，

Takenori Yamada: " ^1HーNMR studies of temperatureーinduced structural changes of myosin subfragmentー1 of rabbit skeletal muscle" Journal of Muscle Research and Cell Motility. 12. 311P (1991)

Takenori Yamada：“兔骨骼肌肌球蛋白亚片段－1温度诱导结构变化的^1H-NMR研究”肌肉研究和细胞运动杂志12. 311P（1991）。

Takenori Yamada: " ^1HーNMR studies of structural changes of myosin subfragmentー1 of rabbit skeletal muscle induced by limited trypsin digestion" Journal of Muscle Research and Cell Motility.

Takenori Yamada：“^1H－NMR研究有限胰蛋白酶消化诱导的兔骨骼肌肌球蛋白亚片段－1的结构变化”《肌肉研究与细胞运动杂志》。

菅 弘之: "心臓の適応と制御" 朝倉書店,

菅义伟：《心的适应与控制》朝仓书店，