生物分子モーターの構造・機能の1分子動態解析研究

生物分子马达结构与功能的单分子动力学分析研究

• 批准号: 11156211
• 负责人: 安藤 敏夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kanazawa 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11156211/
• 关键词: モーター蛋白質; アクチン; ミオシン; ミオシンV; ATPase; 原子間力顕微鏡; 化学・力学カップリングAFM; AFM

(1)アクトミオシンモーターの化学・力学カップリング基板に固定されたへビーメロミオシン(HMM)上をアクチンフィラメントは滑り運動をする。HMMのATPase反応で獲得された化学エネルギーが力学エネルギーに変換されて、この運動が起こる。滑り速度、滑り運動中にHMMが発生している力が、このATPase反応とどのようにカップルしているかを現象論的に調べた。数種類のMgNTP、種々の二価金属イオンと結合したATPを基質とした場合、イオン強度を変えた場合について、同一条件下でNTPase反応のキネティクス、滑り速度、力を測定した。その結果、滑り速度は√<V_<max>K^A_m>に比例し、力は√<V_<max>/K^A_m>に比例するという実験結果を得た。アクトミオシンATPase反応では、アクチン・ミオシンは多くの時間弱い結合状態にあり、弱い結合状態から強い結合状態への遷移で力発生が起こると考えられる。弱い結合状態では負荷を発生し、この負荷と力が釣り合うことで滑り速度が決まるというモデルを基礎として理論的解析を行った。その結果上記実験結果をきれいに説明できた。過去の多くの実験結果もこの関係を満たすことが確認された。(2)ミオシンVのプロセッシブ運動の直接観察ミオシンVはその生化学的性質、細胞内での機能から、プロセッシブモーターであることが示唆されているが、実験的直接証明はなされていない。カルモジュリンを蛍光性カルモジュリンで置換することで、ミオシンV1分子の可視化に成功した。また、アクチンフィラメントの基板への固定方法に工夫を加えた。その結果、個々のミオシンVがアクチンフィラメント上をプロセッシブに運動し、B端まで達する様子が多数観察された。B端でもミオシンVは離れにくく、その結果、B端は時間とともに明るくなっていった。最大滑り速度は2μm/sec、最大ATPase活性は2/secであった。1ATPaseサイクルで500nmも滑ることになる。

(1)The chemical and mechanical properties of the substrate are fixed on the HMM, and the sliding motion is controlled. HMM ATPase reaction is obtained by chemical reaction, mechanical reaction and kinetic reaction. The speed of sliding, the force of sliding, the ATPase reaction, the phenomenon of sliding, the phenomenon of sliding, the phenomenon of sliding Several kinds of MgNTP, species of two metals, ATP, matrix, strength, etc. were measured under the same conditions. The result is obtained by sliding the speed and force in proportion to V_<max>K ^A_<max>m. The ATPase reaction is reversed, reversed. Weakly coupled state: load generation, load generation, force generation, slip speed generation, theoretical analysis The results are recorded in the table below. The relationship between the past and the future is confirmed. (2)The direct observation of the movement of V and V is a direct demonstration of the biochemical properties and intracellular functions of V and V. The visualization of V1 molecules was successful when the molecules were replaced by light. The fixing method of the substrate is time-consuming. As a result, the number of participants in the survey was increased by 10 percent. B end Maximum slip velocity 2μm/sec, maximum ATPase activity 2/sec 1ATPase 500nm.

项目成果

T. Ando et al.: "Single-fluorophore imaging with an unmodified epi-fluorescene microscope and conventional video camera"Journal of Microscopy. 195. 125-132 (1999)

T. Ando 等人：“使用未经改进的落射荧光显微镜和传统摄像机进行单荧光团成像”《显微镜杂志》。