ミオシン頭部の反応性の高いアルギニン残基の螢光ラベリング

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筋収縮に関与するタンパク質であるミオシンは一方の端に球状の頭部をもつ棒状分子である。筋収縮時のエネルギー源となるアデノシン-5'-三リン酸(ATP)が結合して分解される部位や、ミオシンのパートナーとなるタンパク質アクチンを結合する部位はミオシン頭部に存在する。現在ミオシン頭部は、20K、50K、26Kと呼ばれる三つの"ドメイン"に分けて研究されている。筋収縮のメカニズムを考える上で、これら三つのドメイン間の相互作用がどの様にしてミオシン頭部の機能に関連しているかが、当面最も重点的に研究されなければならない。ミオシン頭部の三つのドメインを螢光試薬で特異的にラベルすることは、この様な研究を進める上で非常に有用である。ウサギ骨格筋ミオシンからその頭部(S-1)をキモトリプシン消化により調製し、これにアルギニン残基と反応する螢光試薬であるピレングリオキサールを作用させた。反応物をトリプシンによって限定消化した後電気泳動で調べると、螢光試薬は主として26Kドメインと反応していた。しかし、反応時間を長くしたり、螢光試薬の量を増やしてゆくと26Kの他に20Kドメインにも反応した。螢光ラベルされたS-1の吸収スペクトルは348nmに極大をもち、この強度からS-1 1モルあたり約5モルのアルギニン残基らラベルされたことがわかった。一方ラベルされたS-1のATP分解活性を調べると、アクチンの存在、非存在にかかわらず、種々の条件下で測定した活性は総て完全に阻害されていた。以上の結果から、ミオシン分子頭部の反応性の高いアルギニン残基は26Kと20Kの二つのドメインの両方に存在し、これらの残基はミオシンのATP分解反応に関与していることが示唆された。