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高輝度放射光回折法による心筋アクチン・ミオシン相互作用の心周期内経時解析

使用高强度同步辐射衍射对心肌肌动蛋白-肌球蛋白相互作用进行心周期内分析

基本信息

批准号：
12877116
负责人：
辻岡克彦
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kawasaki Medical School
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

心筋の収縮・弛緩の基本単位はサルコメアであり、その分子機構はアクチンとミオシンの相互作用であることは良く知られている。本研究では、心筋のアクチンとミオシンの分子間相互作用を3次元的・時系列的に解析することを目的とした。アクチンとミオシンの立体構造を観察するためにX線回折法を用いたが、一心周期内の時系列観測のためには強力なX線源が必要であるので、兵庫県播磨リサーチパークに日本原研と理研が共同で建設し、高輝度光科学研究センターが管理する世界最大の放射光施設Spring-8(Super Photon ring-8 GeV)の放射光を使用した。LB45XUの狭角散乱用のX線は波長1オングストロームとX線散乱に適した波長を有し、放射光子数も10ミリ秒で回折像を得るに十分な明るさである。ラットを麻酔、開胸して心臓を摘出、BDM添加タイロード液にて大動脈より逆向性に心筋を潅流した。右室を切開して乳頭筋を取り出し、張力測定筋長制御装置に装着し、酸素化タイロード液で潅流し、電気刺激で収縮させた。乳頭筋の長軸に垂直な赤道面散乱のうち、ミオシン格子に由来する(1,0)反射とアクチン格子に由来する(1,1)反射の強度の比を計算すればその値が、ミオシンの頭部がアクチン分子にどれだけ近寄っているかの指標となる。等尺性収縮時に、(1,0)/(1,1)比は、張力発生に先行して増加し、張力減少に少し遅れて減少した。ミオシンヘッドがまずアクチン分子に近づき、続いて分子間相互作用が発生して張力発生に至り、張力消滅時にはその逆の過程が発生すると考えられる。等尺性収縮における筋長増加による発生張力の増加時に、ミオシン頭部がアクチンにどれだけ接近しているかを示す(1,0)/(1,1)比は張力の変化と同じ動きをした。これによりスターリング法則の分子立体構造的基盤が、ミオシンヘッドのアクチン分子への接近量の増減によることが明らかとなった。

The basic unit of contraction and relaxation of the heart muscle is the interaction between the molecular mechanism and the body. The purpose of this study is to analyze the molecular interactions of the three dimensional time series. The use of X-ray reflection method for the observation of three-dimensional structures in Hyogo Prefecture, the use of powerful X-ray sources for time-series measurement in a single cycle, and the use of radiation from the world's largest radiation facility Spring-8(Super Photon ring-8 GeV) jointly constructed and managed by Japan's original research institute and RIKEN. The X-ray wavelength for narrow-angle scattering of LB45XU is 1 ° C. The X-ray scattering wavelength is 1 ° C. The number of photons emitted is 10 ° C. The reflection image is very bright. The heart of the heart is removed from the chest, and the BDM is added to the heart of the heart. The right ventricle was cut open and the tendon length control device was installed with acid and electric stimulation. The long axis of the papilla tendon is perpendicular to the equatorial plane. The origin of the grid is (1,0). The origin of the grid is (1,1). The ratio of the intensity of the reflection is calculated. Isostatic contraction time,(1,0)/(1,1) ratio, tension generation increased first, tension decreased second The interaction between molecules occurs when tension is generated and when tension is eliminated, the reverse process occurs. When the length of the tendon increases, the tension increases. When the tension increases, the tension increases. The basic structure of molecular stereo structure of this kind of molecular structure is different from that of other molecules.