最速モーター蛋白質ミオシンXIの分子エンジンとカルシウムによる制御ブレーキの研究

最快运动蛋白肌球蛋白XI的分子引擎以及钙控制的制动研究

• 批准号: 15770118
• 负责人: 中村 彰男
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770118/
• 关键词: ミオシン; モーター蛋白質; カルシウム; キナーゼ; 植物; バキュロウイルス; 昆虫細胞; 細胞運動; 遺伝子工学

水生植物の車軸藻(Chara corallina)の節間細胞では60μm/secという非常に速い原形質流動が報告されている。骨格筋の最大収縮時において、アクチン繊維とミオシン繊維の滑り速度が6μm/secであることから考えると、車軸藻ミオシンの原形質流動は筋収縮速度のほぼ10倍の運動活性を持つことになる。この速度は現在知られているモーター蛋白質の中で最速と考えられている。更にこの車軸藻ミオシンにはもう一つのユニークな性質がある。それはカルシウムにより、その運動活性が失われるという報告である。つまり、カルシウムはこの最速ミオシンのブレーキとして働いている可能性が高い。では如何にして非常に速い速度を発生しているのか?という疑問に対する解答は得られていない。その問いに答えるためには、幾つかのドメインに変異を導入したリコンビナント蛋白質を作成し、その酵素活性と運動活性を比較検討することが重要であると考えられる。同様の試みは他の幾つかの研究機関でも行われているが、残念なことに、未だリコンビナント蛋白質を得ることに成功していない。私は幾つかのミオシンにおいて、リコンビナント蛋白質の作成に成功した実績のあるバキュロウイルスを用いた昆虫細胞の発現系を用いて、最新の遺伝子組み換え技術によりリコンビナント車軸藻ミオシンXIの発現を試みた。その結果、車軸藻ミオシンXIの全長、HMMと呼ばれる2つの頭部を持つ変異体およびモータードメインのみのそれぞれのリコンビナント蛋白質の作成に成功した。さらに、ミオシンIIの頭部や尾部と入れ替えたキメラ体の作成にも成功した。しかし、カルシウム依存的にミオシンXIをリン酸化するキナーゼをクローニングすることは出来なかった。このことは既に報告されているカルシウム依存性プロテインキナーゼと車軸藻のものとの間でのホモロジーが低い可能性を示唆している。

Aquatic plants の axle algae (Chara corallina) の internode cells で は 60 mu m/SEC と い い う very に speed and movements of the prototype が report さ れ て い る. Skeletal muscle の 収 shrink when the largest に お い て, ア ク チ ン 繊 d と ミ オ シ ン 繊 d の slide speed り が 6 mu m/SEC で あ る こ と か ら exam え る と, axle ミ オ シ ン の prototype mass flow は 収 shrinkage speed の ほ ぼ 10 times の sports activity を hold つ こ と に な る. The <s:1> <s:1> speed <e:1> is now known to be られて, られて, るモ, タ, タ. The で fastest と in <s:1> proteins <e:1> is tested in えられて, る and る. More に こ の axle algal ミ オ シ ン に は も う a つ の ユ ニ ー ク な nature が あ る. Youdaoplaceholder0 カ カ シウムによ シウムによ である report of そ そ exercise activity が loss われると う う である である. つ ま り, カ ル シ ウ ム は こ の steepest ミ オ シ ン の ブ レ ー キ と し て 働 い て い が high い る possibilities. How does で, で, て occur very に at a very fast speed, を at a very fast speed, を, て, る, る, て? Youdaoplaceholder0 と う question に answer する と get られて な な そ の asked い に answer え る た め に は, several つ か の ド メ イ ン に - different を import し た リ コ ン ビ ナ ン ト protein を し, consummate そ の enzyme activity と sports activity を compare beg す 検 る こ と が important で あ る と exam え ら れ る. Try with others の み は he の few つ か の study machine masato で も line わ れ て い る が, residual な こ と に, not だ リ コ ン ビ ナ ン を ト proteins have る こ と に successful し て い な い. Private は several つ か の ミ オ シ ン に お い て, リ コ ン ビ ナ ン ト protein の made に successful し た be performance の あ る バ キ ュ ロ ウ イ ル ス を with い た insect cell の 発 department を now use い て and latest の heritage 伝 subgroups み in え technology に よ り リ コ ン ビ ナ ン ト axle algal ミ オ シ ン XI の 発 を now try み た. そ の results, axle ミ オ シ ン XI の span, HMM と shout ば れ る 2 つ の を hold つ head - variant お よ び モ ー タ ー ド メ イ ン の み の そ れ ぞ れ の リ コ ン ビ ナ ン ト protein の made に successful し た. Youdaoplaceholder0, シ シ シ シ II. The head や and the tail と are placed in れ to replace the えたキメラ body <e:1> to make に シ successfully た. し か し, カ ル シ ウ ム dependent に ミ オ シ ン XI を リ ン acidification す る キ ナ ー ゼ を ク ロ ー ニ ン グ す る こ と は out な か っ た. こ の こ と は に report both さ れ て い る カ ル シ ウ ム dependency プ ロ テ イ ン キ ナ ー ゼ と axle algal の も の と の between で の ホ モ ロ ジ ー が low possibility い を in stopping し て い る.

项目成果

Class-Specific Binding of Two Aminoacyl-tRNA Synthetases to Annexin, a Ca^<2+>-and phospholipids-binding protein.

两种氨酰基-tRNA合成酶与膜联蛋白（一种Ca^2-和磷脂结合蛋白）的类特异性结合。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Cell.Struct.Funct. 29
• 作者: Shirakawa;T.et al.
• 通讯作者: T.et al.

A calmodulin-dependent protein kinase from lower eukaryote Physarum polycephalum.

来自低等真核生物多头绒泡菌的钙调蛋白依赖性蛋白激酶。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochem.Biophys.Res.Commun. 328
• 作者: Nakmaura;A.et al.
• 通讯作者: A.et al.

Farkas L, Malnasi-Csizmadia A, Nakamura A, Kohama K, Nyitray L.: "Localization and characterization of the inhibitory Ca2+-binding site of Physarum polycephalum myosin II."J.Blol.Chem.. 278. 27399-27405 (2003)

Farkas L、Malnasi-Csizmadia A、Nakamura A、Kohama K、Nyitray L.：“多头绒泡菌肌球蛋白 II 的抑制性 Ca2 结合位点的定位和表征。”J.Blol.Chem.. 278. 27399-27405 (2003

東北アクチンを用いたマイクロアクチュエータ

使用东北肌动蛋白的微致动器

• 发表时间: 2005

Gao Y, Kawano K, Yoshiyama S, Kawamichi H, Wang X, Nakamura A, Kohama K.: "Myosin light chain kinase stimulates smooth muscle myosin ATPase activity by binding to the myosin heads without phosphorylating the myosin light chain."Biochem.Biophys.Res.Commun.

Gau Y、Kawano K、Yoshiyama S、Kawamichi H、Wang X、Nakamura A、Kohama K.：“肌球蛋白轻链激酶通过与肌球蛋白头结合而不磷酸化肌球蛋白轻链来刺激平滑肌肌球蛋白 ATP 酶活性。”Biochem.Biophys