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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

基本信息

批准号：
10175220
负责人：
石渡信一
金额：
$ 1.73万
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 (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

分子モーター機能を、以下の実験系について解析した。1)アクチン・ミオシン分子モーター系:アクチン・ミオシン(HMM)分子間の硬直結合状態における破断力分布を、様々な負荷上昇速度のもとで計測した。その結果、負荷上昇速度が大きいと、破断力分布は7pN付近と15pN付近に2つのピークをもつが、負荷上昇速度が小さくなると、15pN付近のピークが消えることが分かった。このことから、硬直状態においてミオシン分子は単頭・双頭結合の平衡状態にあると結論された。ATP存在下でのHMM分子の発生張力を、in vitro滑り運動系で1分子計測し、温度やATPアナログの作用を検討した。その結果、発生張力は温度にほとんど依存しないこと、ATPに比べてGTPでの発生張力は約半分であること、などが分かった。2)微小管・キネシン分子モーター系:微小管・キネシン分子間結合の破断力と、キネシン分子の弾性率を、ATP非存在下(硬直状態)とAMPPNP存在下(ATP状態)で計測した。そこで1)と同様に、破断力と弾性率の負荷上昇速度依存性を計測した。その結果、破断力、弾性率ともに、硬直状態ではATP状態の約半分であることから、前者では単頭結合、後者では主に双頭結合であると結論された。さらに負荷上昇速度依存性から、双頭・単頭結合間に平衡関係が成り立っていることが分かり、そこでの速度定数が見積もられた。3)心筋収縮系:最大等尺張力に対するpHの作用は、心筋と骨格筋では異なる。アクチンフィラメント再構成心筋を用いて張力のpH依存性を調べたところ、制御タンパク質を含まないアクチンフィラメント再構成筋が最もpHの影響を受けやすいことが分かった。そこで心筋、骨格筋から調製したトロポミオシン、トロポニンを用いて、制御タンパク質をも再構成して調べたところ、pH減少に伴う張力減少の程度がトロポミオシンによって制御されることが明らかになった。

Molecular function, the following implementation of the system analysis 1) Molecules: HMM (HMM) The breaking force distribution and load rise rate are measured in the state of rigid bonding between molecules. Results: Load rise speed is high, breaking force distribution is 7pN close, 15pN close, 2 pN close, load rise speed is low, 15pN close, 2 pN close, 15pN close. This is the conclusion of the equilibrium state of the molecule. To investigate the effect of ATP on molecular tension and temperature measurement in vitro motion system of HMM in the presence of ATP As a result, the development tension depends on the temperature, ATP and GTP, and the development tension is about half a minute. 2)Microtube molecular structure: breaking force between microtube molecules, molecular reactivity of microtube molecules, measurement in the absence of ATP (hard state) and in the presence of AMPPNP (ATP state) 1) Measurement of load rise rate dependence of breaking force and breaking force The results, breaking force, property ratio, rigid state, ATP state, and the former are combined with each other, and the latter is combined with each other. The load rise speed dependence, the balance between the two heads and the single head combination, and the speed determination are integrated. 3)Core tendon contraction system: the maximum isometric tension on the pH effect, core tendon and bone tendon are different. The pH dependence of the tension in the reconstructed tendon is adjusted and controlled. The reconstructed tendon is affected by the pH dependence. In addition, the degree of tension reduction caused by the decrease of pH value is also caused by the decrease of pH value.