一分子と集合体レベルでの分子モーター機能の顕微解析

单分子和聚集水平分子运动功能的微观分析

基本信息

批准号：
09279228
负责人：
石渡信一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)温度パルス顕微鏡法に高速顕微画像解析システムを組み合わせ、アクトミオシンモーターの滑り運動系に応用したところ、温度上昇に約6ms遅れて滑り運動が始まることが分かった。この時間遅れがモーターのどのような状態に対応するかの解明は、今後解決すべき問題として残された。主な結果は論文としてまとめ、現在投稿中である。(2)温度パルス顕微鏡法を、微小管-キネシン系に応用した。その結果、18℃から約40℃に上昇すると、滑り速度は約0.4μm/sから約4.0μm/sへと上昇した。4.0μm/sいう滑り運動は、これまで知られていたキネシン分子モーターの滑り速度の数倍にも達する。キネシン分子モーターの機能は、ミオシン分子モーターに比べて温度に対して弱いことも分かった。我々はまた、キネシン一分子の滑り運動機能が熱的に励起されることを確認した。(3)アクチン・HMM分子間の結合破断力について、単頭HMMと双頭HMMを比較した。その結果、単頭HMMの破断力の分布は約7pNにピークを持つのに対して、双頭HMMでは数pNから20pNにわたって広く分布し、7pNと10数pNとに2つのピークをもった。即ち、アクチン・HMM分子の結合破断力は、単頭と双頭とで約2倍異なっていた。また、結合したアクチンフィラメントの旋回運動を通して見積もったHMM分子の捻れ弾性率は、一見すると双頭HMMの方が小さかった。しかし、双頭HMMの場合には旋回運動に幾つもの平衡角度(互いに約2π離れている)が存在するように見え、各平衡角度の回りで見積もった弾性率は、単頭HMMのものとほぼ一致した。即ち、双頭HMMの場合には、双頭結合(数十秒)→単頭結合(数秒)→双頭結合(数十秒)のように結合様式を変え、結合アクチンフィラメントの平衡角度を変化させているように見えた。

(1)当我们将温度脉冲显微镜与高速显微图像分析系统结合并将其应用于肌动球蛋白马达的滑动运动系统时，我们发现滑动运动在温度升高后延迟约6 ms开始。阐明这个时间延迟对应于电机的什么状态仍然是未来需要解决的问题。主要结果已总结在一篇论文中，目前正在提交。 (2)将温度脉冲显微镜应用于微管-驱动蛋白系统。结果，当温度从18℃升高到约40℃时，滑动速度从约0.4μm/s增加到约4.0μm/s。 4.0μm/s的滑动速度是先前已知的驱动蛋白分子马达滑动速度的几倍。还发现驱动蛋白分子马达的功能对温度的敏感度低于肌球蛋白分子马达。我们还证实了单个驱动蛋白分子的滑动运动功能可以被热激发。 (3)我们比较了单头HMM和双头HMM之间肌动蛋白和HMM分子之间的键断裂力。结果，单头HMM的断裂力分布在约7 pN处有一个峰值，而双头HMM的断裂力分布广泛，从几个pN到20 pN，在7 pN和10 pN处有两个峰值- 奇数 pN。换句话说，肌动蛋白和 HMM 分子之间的键断裂力在单头分子和双头分子之间大约相差两倍。此外，通过结合肌动蛋白丝的旋转运动估计的 HMM 分子的扭转模量乍一看对于双头 HMM 来说更小。然而，在双头 HMM 的情况下，旋转运动中似乎存在多个平衡角（彼此相距约 2π），并且每个平衡角周围估计的弹性模量几乎与单个平衡角的弹性模量相同。嗯嗯。也就是说，在双头HMM的情况下，绑定方式是从双头绑定（几十秒）→单头绑定（几十秒）→双头绑定（几十秒），并且结合的肌动蛋白丝的平衡角度发生了变化。