生体分子モーター系における分子シンクロナイゼーションの解明

阐明生物分子运动系统中的分子同步

• 批准号: 11167280
• 负责人: 石渡 信一
• 金额: $ 16.7万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11167280/
• 关键词: 分子間協調性; 超分子システム; SPOC; アクチン・ミオシン相互作用; 微小管・キネシン相互作用; 筋原線維; レーザー光ピンセット; 分子モーター; 心筋収縮系; 自動振動

SPOC(自発的振動収縮)は外部力学刺激に同調する:骨格筋筋原線維(ウサギ腸腰筋をグリセリン処理して調製;長さ数十μm、太さ数μm)の両端をガラス微小針に固定したのち、SPOC条件にし自発的な振動(SPOC)を生じさせる。一方のガラス針は柔らかく、これの撓みから発生張力とその振動を記録することができる。もう一方の硬い針にはピエゾ素子が装着されていて、任意の波形で筋原線維の長さを変えることができる。そこで、半筋節あたり10nm(分子モーターのサイズ)程度のステップで長さを急激に変動したところ、これにシンクロして全ての筋節が一斉に伸びること、したがって外部力学刺激に対して長さ振動がシンクロすることが分かった。しかも、自発的には振動していない条件(ATP、ADP、Pi共存、Caイオン非共存というSPOC溶液条件から無機リン酸Piイオンを除去し、ADPの添加によって収縮条件にしたもの)で硬い針を振動させたところ、これにシンクロして筋原線維が振動することも見出された。これらの結果は、分子モーターという力学酵素における力と酵素活性とのカップリングの本質を捉えたものと考えられる(論文準備中)。キネシン分子モーターの"歩く"仕組み:我々が開発した温度パルス顕微鏡法を用いて、キネシンの歩行速度に対する温度の効果を従来の温度領域を越えて50℃まで測定し、このような高温においても短時間であれは酵素活性は正常に保たれていることが明らかになった。さらに、キネシンと微小管との1分子結合力を計測し、微小管のプラス端側に負荷を加える方がマイナス端側に負荷を加えるよりも破断力が小さいこと、その際の見かけのADP結合能が前者の方が大きいことが分かった。このことは、酵素活性が負荷の向きに依存することを意味し、キネシンという力学酵素の本質が明らかになった(論文準備中)。

SPOC (self-induced vibratory contraction) and external mechanical stimulation are synchronized: bone grid tendons original line dimension (ウサギ intestinal waist tendon をグリセリン processing して modulation; long さTens of micrometers, several micrometers), the micro-needle is fixed at the end, and the SPOC condition is the vibration of the self (SPOC). One side of the needle is soft and soft, and the tension is tight and the vibration is recorded.もう一方のhardいneedleにはピエゾ素子が装されていて、arbitrary のwaveformでsujihara line dimensionの长さを変えることができる.そこで、half rib joint あたり10nm(molecule モーターのサイズ) The degree of movement is long and rapid, and the movements are rapid and rapid.したがって External The mechanical stimulation is long and the vibration is long and the vibration is long.しかも、自発的には Vibration していないconditions (ATP, ADP, Pi coexistence, Caイオン non-coexistenceというSPOC solution conditions からInorganic acid PiイオンをRemove し, ADP の addition によってshrinkage conditions にしたもの)でhard いneedle をvibrationさせたところ、これにシンクロしてsujihara line dimension がvibration することも见出された.これらのRESULTは、molecule モーターというdynamic enzyme における力とenzyme activityとのカップリングのESSENTIAL えたものと考えられる (thesis in preparation).キネシンmolecule モーターの"歩く"士组み:我々が开発したtemperature パルThe micromirror method uses a combination of speed and temperature to achieve the desired effect. Temperature range: 50℃, high temperature, high temperature, short measurement When the enzyme activity is normal, the enzyme activity is normal and the enzyme activity is normal.さらに, キネシンとmicrotube との1 molecule binding force を measurement し, microtube のプラス end side に load を える square がマイナス End にLoad を plus え る よ り も breaking force が さ い こ と, そ の の 见 か け の ADP binding energy が の square が き い こ と が か っ た.このことは, enzyme activity が load の to き に dependence す る こ と を meaning し, キ ネ シン と い う Mechanical enzyme の 明 が 明 ら か に な っ た (paper in preparation).

项目成果

岡野和宣: "DNAプローブアレイを用いたDNA断片回収"電気学会論文誌. 121E. 181-186 (2001)

Kazunobu Okano：“使用 DNA 探针阵列恢复 DNA 片段”，日本电气工程师学会汇刊 121E 181-186 (2001)。

Fukuda, S. et al.: "Acidosis and inorganic phosphate enhance length dependence of tension generation in skinned rat cardiac muscle"J. Physiol.. 536. 153-160 (2001)

Fukuda, S. 等人：“酸中毒和无机磷酸盐增强了去皮大鼠心肌张力产生的长度依赖性”J.

Okano,K. et al.: "Position-specific release of DNA from a chip by using photo thermal denaturation."Sensors & Actuators. B64. 88-94 (2000)

奥卡诺，K.

Yasuda,K. et al.: "Focal extraction of surface-bound DNA from a microchip using photo-thermal denaturation."Biotechniques. 28. 1006-1011 (2000)

安田，K.

Yasuda, K. et al.: "Focal extraction of surface-bornd DNAs from a minochip using photo-thermal denathradon"BioTechnignes. (in press). (2000)

Yasuda, K. 等人：“使用光热 denathradon 从微型芯片中聚焦提取表面出生的 DNA”BioTechnignes。