アクトミオシンモーター1分子のストレイン依存ヌクレオチド結合状態の寿命解析

单个肌动球蛋白运动分子的菌株依赖性核苷酸结合状态的寿命分析

基本信息

批准号：
12030221
负责人：
茶圓茂
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
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

项目摘要

アクトミオシンモーターの滑り運動は1方向に起こる。どうして1方向性を示すのか?これを説明する次のような仮説がある。それは『滑り力を発生している間、つまり力発生のためアクトミオシン内で弾性歪みが生じている間(弾性歪みが正)はアクチンとミオシンは解離しにくい。しかし、その弾性歪みが減少あるいは滑り方向と逆方向に力発生をしようとする歪みが生じた際(弾性歪みが負)には解離しやすい。』という考えである。ところで、このアクトミオシンの解離はATPによって起こるが、それまで保持していたADPの遊離が先に起こらなければならない。したがって、この説はアクトミオシンからのADPの遊離が弾性歪みが正の時は小さく、負の時は大きくなるということに言い替えられる。この説を検証する目的で、1997年にウサギ骨格筋速筋の筋原線維のADPの遊離速度を弾性歪みを変化させて測定した。その結果、ADPの遊離速度は弾性歪みが正、あるいは負の値に対して非対称性を示し上記の説を支持した。現在はアクトミオシンモーター分子のレベルで結合蛍光ADPの寿命が弾性ひずみに依存するかどうかの実験を行っている。その結合蛍光ADPの寿命はPrismless TIRFMで観察するが、その寿命測定はアクトミオシンATPの反応が速いため通常のビデオイメージングでは時間分解能が1/30秒の限界がある。この時間分解能をあげる目的でTIRFMからの蛍光ADPのスポット像をミラーを振動させ、ビデオ画像上にそのスポットの軌跡として記録する装置を製作し、時間分解能を上げるビデオイメージングに成功した。現在、アクトミオシンにいろいろな弾性歪みを与えた状態で、結合ヌクレオチドの寿命の測定をおこなうため光トラップ装置をあらたに組み入れた。現在、ようやく稼働しはじめた段階で目的の測定実験を進めている。

肌动球蛋白运动的滑动运动发生在一个方向上。我们为什么要单向展示？有一个假设解释了这一点：这是因为肌动蛋白和肌球蛋白在产生滑动力时较小分离，也就是说，弹性菌株由于产生力而发生在肌动蛋白内（弹性应变为阳性）。但是，当弹性应变减小或应变时，以与滑动方向相反的方向（负弹性应变）产生力时，它可能会解离。 “想法是：“顺便说一句，肌动蛋白的这种解离是通过ATP发生的，但是到目前为止保留的ADP的释放必须首先发生。因此，可以改写该理论，因为当弹性应变为正并在弹性应变为阴性时增加ADP从肌动蛋白中释放而变小。为了检验该理论，在1997年，通过不同的弹性菌株测量了兔骨骼肌快速肌肉肌纤维中ADP的释放速度。结果，ADP的释放速度与正弹性应变值不对称，上述理论支持上述。目前，我们正在进行实验，以确定界荧光ADP的寿命是否取决于肌动球蛋白运动分子水平的弹性应变。通过无棱形TIRFM观察到结合荧光ADP的寿命，但是由于肌动蛋白ATP的快速响应，寿命测量值的时间分辨率为1/30秒。为了增加时间分辨率，制造了一种设备以振动镜子，以记录TIRFM的荧光ADP的点图像，作为视频图像上斑点的轨迹，视频成像成功地增加了时间分辨率。目前，已将光学陷阱装置已被新纳入，以测量具有施加到肌动蛋白的各种弹性菌株的结合核苷酸的寿命。目前，当系统最终开始运行时，我们目前正在进行所需的测量实验。