微小管結合蛋白質の1次元拡散〜微小管はシグナル伝達装置として機能し得るか?〜

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微小管の分子機能を新しい観点から検討するため、微小管に沿った1次元拡散運動がモータータンパク質に一般的に見られるか、さらにはモータータンパク質以外でも見られるかについて、1分子蛍光イメージング法を用いて調べた。まず微小管系モータータンパク質として、キネシン変異体とダイニンについて調べた。キネシンはネックリンカーと呼ばれる部位を欠損させると、正常な一方向の1分子運動を行うことができなくなったが、ADPによってアフィニティを下げると両方向性の1次元拡散が見られた。また、ダイニンについては、ウニ精子鞭毛から抽出した外腕ダイニンを用い、微小管結合への新しい機能性プローブとして蛍光ヌクレオチドによって微小管相互作用を調べたが、微小管上での1分子運動は確認されなかった。次に、微小管系以外のモーターにおいて、骨格筋ミオシンはアクチン系モータータンパク質でありながら微小管とも結合することを見出し、多分子の条件下においては1次元拡散することを発見していた。この運動が1分子でも見られるかを、さまざまな条件下で検討するため、ヌクレオチドやイオン強度、pH等の溶液条件を変化せると、微小管へのアフィニテイは変化したが、1分子による1次元運動は観察されなかった。同様に、モーター以外のタンパク質として、MAPs、H-ras、BSAなどについても1次元拡散は観察されなかった。これらの結果から、微小管上を一次元的に長距離に渡って相互作用するのはモータータンパク質のみでかつ、限られた条件下であり、タンパク一般に見られる現象ではないことが示唆された。