生体分子モーターにおける1分子酵素力学

生物分子马达中的单分子酶动力学

• 批准号: 08J05585
• 负责人: 小口 祐伴
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05585/
• 关键词: 生物物理学; モータータンパク質; 1分子計測・操作; ミオシン; アクチン; 分子モーター

モータータンパク質であるミオシンVは、ATP(アデノシン3リン酸)の加水分解で得た化学エネルギーを使って、細胞内骨格であるアクチンフィラメント上を一方向に"二足歩行運動"する。このミオシンVの歩行運動は、分子内に生じる張力(分子内張力)によって制御されると考えられている。しかし、ミオシンVが歩行運動を行う細胞内は、様々なタンパク質や袋状の物体が稠密につまった非常に混雑した環境で、運動中のミオシンVには様々な外力が加わる。また、多数のアクチンフィラメントが複雑に交差しており、フィラメントを乗り換えて運動することもできるが、このような状況下では、分子内張力がいつも一様に生じるとは限らない。本年度は、細胞内で歩行中のミオシンVに生じると考えられる様々な分子内張力を、光学顕微鏡の下で、光ピンセット法を用いて外力を加えることによって再現した。歩行運動方向だけでなく、様々な角度で負荷を加えた結果、様々な分子内張力に対応して歩行運動を制御できること、横力(運動方向に直交する向きに加わる外力)を受けても安定に運動できることが分かった。さらに、ミオシンVのレバーアームと呼ばれる領域(足に相当する部分)を短くすると、特定方向の分子内張力のみ歩行制御が可能であることも明らかになった。これらのことは、様々な分子内張力に対応した二足歩行の制御に、分子内張力を制御するレバーアーム部が重要であることを強く示唆する。ミオシンVは、歩行運動によって細胞内物質を輸送しているが、あらゆる外力に抗して安定に運動できるで、効率の良い物質輸送を実現していると結論される。また、私たちの体内ではミオシンVのような役割をもつモータータンパク質が多数存在するが、今回明らかになった性質は、これら多くのモータータンパク質の運動制御機構に共通するものだと期待される。この成果はNature Chemical Biology(2010)に掲載された。

The chemical reactions of ATP(ATP) and ATP(ATP 3-hydroxy-3-carboxylic acid) were studied. The results showed that the intracellular bone structure was composed of two legs. The movement of the molecule is controlled by the intramolecular tension. In the process of moving, the cell moves backward, the material moves backward, and the bag-shaped object moves backward. The dense environment is very mixed. In the process of moving, the external force is added. In this case, the intramolecular tension is generated by the interaction between the molecules. This year, the cell's internal tension, optical microscopy, optical microscopy, and external force were applied. The direction of motion is different, the angle is different, the load is different, the molecular tension is different, the direction of motion is different, the transverse force is different, the load is different, the steady motion is different. In addition, the molecular tension in a specific direction may be controlled by a short distance. The internal tension of the molecule is controlled by the internal tension of the molecule, and the internal tension of the molecule is controlled by the internal tension. The results showed that the cell mass transfer rate was higher than that of the control group. In addition, the quality of the body is the same as the quality of the body. This work was published in Nature Chemical Biology(2010).

项目成果

張力のかかったアクチンフィラメント上でのミオシンV一分子運動

单个肌球蛋白 V 分子在张紧的肌动蛋白丝上运动

• 发表时间: 2009
• 作者: 石川雅也;高橋秀朋;高橋秀朋;高橋秀朋;Yusuke Oguchi;Seiichi Uchimura;Sergey V.Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V. Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V.Mikhailenko;Seiichi Uchimura;Yusuke Oguchi;Sergey V.Mikhailenko;Hiroaki Kubota
• 通讯作者: Hiroaki Kubota

Key residues on microtubule responsible for activation of kinesin ATPase

• DOI: 10.1038/emboj.2010.25
• 发表时间: 2010-04-07
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Uchimura, Seiichi;Oguchi, Yusuke;Muto, Etsuko
• 通讯作者: Muto, Etsuko

Stepping motion of myosin V under off-axis loads

离轴负载下肌球蛋白 V 的步进运动

• 发表时间: 2010
• 作者: 石川雅也;高橋秀朋;高橋秀朋;高橋秀朋;Yusuke Oguchi;Seiichi Uchimura;Sergey V.Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V. Mikhailenko;Yusuke Oguchi
• 通讯作者: Yusuke Oguchi

ミオシンV頭部間協調性におけるレバーアームの役割

杠杆臂在肌球蛋白 V 头间协调中的作用

• 发表时间: 2009
• 作者: 石川雅也;高橋秀朋;高橋秀朋;高橋秀朋;Yusuke Oguchi;Seiichi Uchimura;Sergey V.Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V. Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V.Mikhailenko;Seiichi Uchimura;Yusuke Oguchi
• 通讯作者: Yusuke Oguchi

ミオシンVIのADP結合への分子捻れの影響

分子扭曲对肌球蛋白 VI 的 ADP 结合的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: 石川雅也;高橋秀朋;高橋秀朋;高橋秀朋;Yusuke Oguchi;Seiichi Uchimura;Sergey V.Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V. Mikhailenko;Yusuke Oguchi;Sergey V.Mikhailenko;Seiichi Uchimura;Yusuke Oguchi;Sergey V.Mikhailenko;Hiroaki Kubota;Junji Ishizuka;Seiichi Uchimura;Sergey V. Mikhailenko;Sergey V. Mikhailenko
• 通讯作者: Sergey V. Mikhailenko