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: 12030211
• 负责人: 安藤 敏夫
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12030211/
• 关键词: ミオシンV; アクチン; 分子モーター; プロセッシブ; 化学・力学共役; ATPase

1)ミオシンVのプロセッシブ運動:ひよこ脳より抽出精製したミオシンVのカルモジュリンを蛍光標識した牛脳カルモジュリンと部分置換する方法により、個々のミオシンVを蛍光顕微鏡で可視化することに成功した。アクチンフィラメントを機能を損なわずにガラス基板に固定する方法を開発した。これらに基づき、アクチンフィラメント上を個々のミオシンVが長距離アクチンから解離せずに滑り運動すること、すなわち高度にプロセッシブであることの直接的な証明を世界で初めて与えた。Run Length、1分子滑り速度のイオン強度依存性、最大ATPase活性を決定した。1分子滑り速度は最大1um/sec、最大ATPase活性は2.5/secであった。これらの値より、1ATPの分解で平均400nm滑ることを示唆した。レーザートラップ法ですでに観察されているステップサイズが40nm程度であることから、1ATPの加水分解で10ステップ滑ることになる。極めてルースな化学・力学カップリングであることが示唆された。このカップリングの直接的な証明は今後の大きな課題である。2)ミオシンIIの力学特性とATPase反応との定量的関係:筋肉のミオシンIIによって起こされるアクチンフィラメントの滑り運動の速度、力発生の大きさがATPase反応のキネティクスとがどのように関係しているかは、1950年代からの大きなテーマの一つである。それ故、これは多くの研究者によって研究されてきたが、はっきりした答えが見出せないまま半世紀が経った。この重要問題を解決すべく、滑り運動速度、発生張力を様々な条件で測定し、また、対応するATPase活性を測定した。膨大なデータを集積し、また滑り運動の現象論的なモデルを構築し、その結果、極めて美しく単純な定量的な関係を見出すことに成功した。この関係は我々のデータばかりでなく、過去に世界のいくつかの研究室で発表されたデータをも包括的に説明した。筋肉研究の歴史に残る研究成果と自負している。

1) The method of extracting and refining the optical signals and partially replacing the optical signals was successful. A method for fixing the substrate is developed. For example, if you want to make a decision, you can make a decision. Run Length, 1-molecule slip velocity, intensity dependence, maximum ATPase activity are all determinants. 1 Molecular slip velocity is max. 1 um/sec, maximum ATPase activity is max. 2.5/sec. The average resolution of ATP is 400nm. For example, if the temperature of the catalyst is higher than 40 nm, the temperature of the catalyst is higher than 10 nm. The chemical and mechanical properties of the materials are discussed in detail. The direct proof of this problem is that it will be a big problem in the future. 2) The quantitative relationship between mechanical properties of ATPase II and ATPase reaction: the relationship between mechanical properties of ATPase II from 1950 s and the relationship between mechanical properties of ATPase reaction and ATPase reaction: the relationship between mechanical properties of ATPase II and ATPase reaction: the relationship between mechanical properties of ATPase reaction: the relationship between ATPase reaction and ATPase reaction: the relationship between mechanical properties of ATPase reaction: the For this reason, many researchers have been studying for half a century. This important question is to determine the conditions for determining the activity of ATPase, such as the speed of movement, the tension of production, and the activity of the enzyme. The phenomenon of accumulation and sliding motion is constructed, the result is obtained, and the pure quantitative relationship is obtained. The relationship between us and the past is not limited to the description of the past. The history of muscle research is incomplete.

项目成果

Sakamoto,T.,Amitani,I.Ando,T.: "Direct Observation of Processive Movement by Individual Myosin V Molecules."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 272・2. 586-590 (2000)

坂本 T.、阿米塔尼 I. 安藤 T.：“单个肌球蛋白 V 分子的持续运动的直接观察”。Biochem.Biophys.Res.Commun. 272・2（2000）。

Amitani,I.,Sakamoto,T.Ando,T.: "Link between the Enzymatic Kinetics and Mechanical Behavior in an Actomyosin Motor."Biophys.J.. 80. 379-397 (2001)

Amitani,I.,Sakamoto,T.Ando,T.：“肌动球蛋白运动中酶动力学与机械行为之间的联系。”Biophys.J.. 80. 379-397 (2001)