グリシンスキャニングによる優性変異アクチンの創製とミオシンとの相互作用解析

アクチンフィラメントの関わる生理的機能は、アクチン結合蛋白質との相互作用によって発揮される場合が多い。これらの機能発揮にはアクチンの構造変化が関与していることがこれまでの研究により示唆されている。一方、モーター蛋白質であるミオシンは一般的にはミオシン側の構造変化によって動作機構が説明されるが、アクチン側の構造変化も重要であることが報告されている。しかし、アクチンの構造変化とミオシンの運動活性との詳細な関連性については不明であった。私は以前にアクチンの構造変化が抑制されていると推察されるG146V変異アクチンの同定し、この変異アクチンはミオシンとの運動能が大きく損なわれていることを報告した。そこで、この運動能欠損の原因を調べるため、G146V変異アクチンとミオシンとの相互作用について更に詳細な生化学的、生物物理学的解析を行った。その結果、G146V変異アクチン-ミオシン間の結合力が低下していることがわかった。ミオシンが力を発生するにはアクチン-ミオシン間の結合が強固であることが必要であることから、この結果はG146V変異アクチンに対してミオシンがうまく力発生状態に遷移出来ない可能性を示唆している。さらにアクチンの構造状態と、力発生能低下の関係を探るため、アクチンの一分子分子内FRETを測定したところ、ミオシン存在下でG146V変異アクチンと野生型アクチンとで構造状態に違いがあることが示された。これらの結果はアクチンの構造とミオシンの力発生との間に関連性があり、特にアクチン-ミオシン間の結合が強結合へと遷移するにはアクチン側に適切な構造変化が求められることを示している。

アクチンフィラメントの関わる生理的機能は、アクチン結合蛋白質との相互作用によって発揮される場合が多い。これらの機能発揮にはアクチンの構造変化が関与していることがこれまでの研究により示唆されている。一方、モーター蛋白質であるミオシンは一般的にはミオシン側の構造変化によって動作機構が説明されるが、アクチン側の構造変化も重要であることが報告されている。しかし、アクチンの構造変化とミオシンの運動活性との詳細な関連性については不明であった。私は以前にアクチンの構造変化が抑制されていると推察されるG146V変異アクチンの同定し、この変異アクチンはミオシンとの運動能が大きく損なわれていることを報告した。そこで、この運動能欠損の原因を調べるため、G146V変異アクチンとミオシンとの相互作用について更に詳細な生化学的、生物物理学的解析を行った。その結果、G146V変異アクチン-ミオシン間の結合力が低下していることがわかった。ミオシンが力を発生するにはアクチン-ミオシン間の結合が強固であることが必要であることから、この結果はG146V変異アクチンに対してミオシンがうまく力発生状態に遷移出来ない可能性を示唆している。さらにアクチンの構造状態と、力発生能低下の関係を探るため、アクチンの一分子分子内FRETを測定したところ、ミオシン存在下でG146V変異アクチンと野生型アクチンとで構造状態に違いがあることが示された。これらの結果はアクチンの構造とミオシンの力発生との間に関連性があり、特にアクチン-ミオシン間の結合が強結合へと遷移するにはアクチン側に適切な構造変化が求められることを示している。