生体超分子システム内における分子機能・分子間協調の顕微解析

生物超分子系统中分子功能和分子间合作的微观分析

• 批准号: 00J05550
• 负责人: 藤田 英明
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J05550/
• 关键词: 心筋; 制御系; トロポニン; トロポミオシン; ミオシン; アクチン; キネティクス; ゲルゾリン

横紋筋における収縮・弛緩はトロポミオシン・トロポニン複合体(制御系)により制御されている。平成12年度の研究では、ウシ心筋の細いフィラメントをゲルゾリンで除去し、その後アクチンフィラメント(制御系なし)を再構成した筋肉のKinetic ConstantをSinusoidal Analysisによって調べることによって、この制御系が筋収縮のKinetic Constantに影響を与え、また、ミオシン・ヘッド1つあたりの張力が1.4倍になることがわかった(Fujita et al.,2002,Biophysical Journal82:915-28)。しかし、この研究では制御系をトロポミオシン・トロポニン複合体として再構成したため、上記の変化がトロポミオシンによるものか、それともトロポニンによるものかが判別できなかった。今回、トロポミオシンとトロポニンを別々に再構成する事によってそれぞれのKinetic Constantに対する効果を調べた。トロポミオシン再構成筋(トロポニン無し)ではMgATP結合定数は20.7±2.3mM^<-1>、Piの結合定数は0.13±0.05mM^<-1>であった。また、クロスブリッジ解離の平衡定数は2.32±0.48で力発生ステップの平衡定数は0.57±0.08であった。以上の値はMgATP結合定数がコントロール筋の約2倍であること以外はコントロール筋とほとんど変わりなく、トロポミオシンが主にクロスブリッジ・キネティクスを制御している事がわかった。また、トロポミオシン再構成後のミオシンヘッド1つあたりの発生張力は裸のアクチンのときの1.2倍であり、トロポミオシン、トロポニン共にミオシン・ヘッド1つあたりの張力を増大させる効果がある事がわかった。また、制御系がクロスブリッジ・キネティクスを制御している事を筋原線維レベルで確認するため、イタリア・フローレンス大学のキアラ研、ロンバルディ研と共同研究を行い、ウサギ心筋筋原線維を用いて再構成実験を行った。その結果、制御系がない場合は短縮速度が小さい事がわかった。これらの結果、制御系によるクロスブリッジ・キネティクスを制御しているという事、変化は主にトロポミオシンによる事、トロポニンはMgATP結合定数を約1/2に下げる効果がある事、トロポミオシン・トロボニン共にミオシンヘッドあたりの力を増大させる事などがわかった。これらの結果から制御系は筋収縮のカルシウム制御だけでなく、力発生にも重要な働きを持つことがわかった。

The transverse striated tendon における contraction and relaxation トロポ トロポ <s:1> シ シ <s:1> トロポニ トロポニ complex (control system)によ シ control されて る る. Pp.47-53 12 の research で は, ウ シ heart muscle の fine い フ ィ ラ メ ン ト を ゲ ル ゾ リ ン で remove し, そ の after ア ク チ ン フ ィ ラ メ ン ト (suppression な し) を reconstitution し た brawn の Kinetic Constant を Sinusoidal Analysis に よ っ て adjustable べ る こ と に よ っ て, こ の suppression system が reinforcement 収 shrinkage の Kinetic Constant に influence を and え, ま た, ミ オ シ ン · ヘ ッ ド 1 つ あ た り の tension が 1.4 times に な る こ と が わ か っ た (Fujita et al., 2002, Biophysical Journal82:915-28. し か し, こ の research で は suppression system を ト ロ ポ ミ オ シ ン · ト ロ ポ ニ ン complex と し て reconstitution し た た の め, remember - the が ト ロ ポ ミ オ シ ン に よ る も の か, そ れ と も ト ロ ポ ニ ン に よ る も の か が discriminant で き な か っ た. Today, back ト ロ ポ ミ オ シ ン と ト ロ ポ ニ ン を don't 々 に reconstitution す る matter に よ っ て そ れ ぞ れ の Kinetic Constant に す seaborne る unseen fruit を adjustable べ た. ト ロ ポ ミ オ シ ン reconstitution reinforcement (ト ロ ポ ニ ン no し) で は MgATP combined with destiny は 20.7 + / - 2.3 mM ^ < - > 1, Pi の combined with destiny は 0.13 + / - 0.05 mM ^ < 1 > で あ っ た. ま た, ク ロ ス ブ リ ッ の ジ dissociation equilibrium constant は 2.32 + / - 0.48 で force born 発 ス テ ッ プ の equilibrium constant は 0.57 + / - 0.08 で あ っ た. On above の numerical は MgATP combined with destiny が コ ン ト ロ ー ル reinforcement の about 2 times で あ る こ と outside は コ ン ト ロ ー ル reinforcement と ほ と ん ど - わ り な く, ト ロ ポ ミ オ シ ン が main に ク ロ ス ブ リ ッ ジ · キ ネ テ ィ ク ス を suppression し て い る matter が わ か っ た. ま た, ト ロ ポ ミ オ シ ン after reconstitution の ミ オ シ ン ヘ ッ ド 1 つ あ た り の 発 raw tension は naked の ア ク チ ン の と き の 1.2 times で あ り, ト ロ ポ ミ オ シ ン, ト ロ ポ ニ ン altogether に ミ オ シ ン · ヘ ッ ド 1 つ あ た り の tension を raised large さ せ る unseen fruit が あ る matter が わ か っ た. ま た, suppression が ク ロ ス ブ リ ッ ジ · キ ネ テ ィ ク ス を suppression し て い る matter を reinforced the original line d レ ベ ル で confirm す る た め, イ タ リ ア · フ ロ ー レ ン ス university の キ ア ラ research, ロ ン バ ル デ ィ research と joint research を い, ウ サ ギ heart muscle tendons original line d を with い て form again be 験 を line っ た. Youdaoplaceholder0 result, control system がな がな situation <s:1> shortening speed が small さ そ matter がわ った った. こ れ ら の results, suppression に よ る ク ロ ス ブ リ ッ ジ · キ ネ テ ィ ク ス を suppression し て い る と い う, variations change は Lord に ト ロ ポ ミ オ シ ン に よ る, ト ロ ポ ニ ン は MgATP under combined with destiny を about 1/2 に げ る unseen fruit が あ る, ト ロ ポ ミ オ シ ン · ト ロ ボ ニ ン altogether に ミ オ シ ン ヘ ッ ド あ た り の を raised potent さ せ る The matter is な がわ がわ った. こ れ ら の results か ら suppression system は reinforcement 収 shrinkage の カ ル シ ウ ム suppression だ け で な く, force 発 に も important な 働 き を hold つ こ と が わ か っ た.

项目成果

Hideki Fujita, Masataka Kawai: "Temperature effect on isometric tension is mediated by regulatory proteins tropomyosin and troponin in bovine myocardium"Journal of Physiology. 539. 267-276 (2002)

Hideki Fujita、Masataka Kawai：“温度对等长张力的影响是由牛心肌中的调节蛋白原肌球蛋白和肌钙蛋白介导的”生理学杂志。

Ding Wei, Hideki Fujita, Masataka Kawai: "The length of cooperative units on the thin filament in rabbit psoas muscle fibers"Experimental Physiology. 87. 691-697 (2002)

丁伟、藤田英树、川井正孝：“兔腰肌纤维细丝上合作单位的长度”实验生理学。

Hideki Fujita, Daisuke Sasaki, Shin'ichi Ishiwata, Masataka Kawai: "Elementary steps of the cross-bridge cycle in bovine myocardium with and without regulatory proteins"Biophysical Journal. 82. 915-928 (2002)

Hideki Fujita、Daisuke Sasaki、Shinichi Ishiwata、Masataka Kawai：“有或没有调节蛋白的牛心肌中跨桥循环的基本步骤”生物物理学杂志。

Hideki Fujita, Daisuke Sasaki, Kenji Fukuda, Shin'ichi Ishiwata: "Myosin light chain 2 modulates MgADP-induced contraction in rabbit skeletal and bovine cardiac skinned muscle"Journal of Physiology. 542. 221-229 (2002)

Hideki Fujita、Daisuke Sasaki、Kenji Fukuda、Shinichi Ishiwata：“肌球蛋白轻链 2 调节兔骨骼肌和牛心肌皮肌中 MgADP 诱导的收缩”生理学杂志。