筋肉アクトミオシンのエネルギ-変換複合体の立体構造

肌肉肌动球蛋白能量转换复合物的三维结构

基本信息

批准号：
03223209
负责人：
荒田敏昭
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka 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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

筋収縮ではATP加水分解に伴って2つの蛋白質アクチンとミオシンの相互作用によって張力発生と滑り運動がおこるが、その原動力の本体である蛋白質構造の変化は明らかではない。この中心課題に2つの方向から実験的検討を加えている。1つはアクチン・ミオシン分子のどの部分に運動が起こるかである。一昨年、昨年度ミオシン頭部の首部の軽鎖にスピン化合物を結合させ、ESRを用いて計測される化合物の方向(角度)からミオシン首部の運動を推定したところ、ミオシン頭部内の屈曲性が示唆された。本年度は、張力発生中の実験を横穴式キャビティを用い温度可変装置で温度をコントロ-ルしATPを還流して行っている。現在装置の性能をチェック中であり、近い将来本実験が行えると考えている。もう1つはミオシン頭部がアクチン線維上を歩行できる複数の「脚」(アクチン結合部位)を持っているかである。昨年度、架橋剤mmaleimidobenzoic acid Nーhydroxysuccinimide ester(MBS)で重合を阻害したアクチン単量体を作成し、ミオシン頭部への結合数を測定したところ、複数の結合部位が示唆された。本年度は結合空間位置を電顕により明らかにした。MBSーアクチンは反応を停止せず遊離のMBSをゲル瀘過で除いてS1と混合すると化学架橋(180kda)が起こる。この架橋アクチンーS1複合体は通常のFーアクチンと結合できないので、結合部位はFーアクチンのそれと少なくとも一部は共通していると考えられる。HMMーアクチン架橋複合体をロ-タリ-シャド-電顕観察すると、頭部ーロッド接合部より約14ー15nmにアクチンの結合がみられ、頭部の先端に近い。ATPやADP存在下では泳動度の異なるアクチンーS1架橋物(140kda)ができる。この架橋はS1のSH1をブロックするとできないので、SH1とアクチンとで架橋が起こることを示唆している。現在この架橋物を電顕観察している。

在肌肉收缩中，由于两种蛋白质肌动蛋白和肌球蛋白与ATP水解的相互作用，张力产生和滑动运动发生，但是蛋白质结构的变化（该驱动力的主体）尚不清楚。这个中心问题正在从两个方向进行调查。一个是运动发生在肌动蛋白肌球蛋白分子的哪一部分的地方。两年前，去年，旋转化合物与肌球蛋白头颈的轻链结合，肌球蛋白颈的运动是根据使用ESR测量的化合物的（角度）估算的，这表明肌球蛋白头部的柔韧性。今年，我们使用水平腔使用可变温度装置并反复ATP进行了温度，在张力产生期间进行了实验。我们目前正在检查设备的性能，并期望在不久的将来进行此实验。另一个是肌球蛋白头是否具有多个可以在肌动蛋白纤维上行走的“腿”（肌动蛋白结合位点）。去年，使用交联的Mmaleimidobenzoic N-羟基糖酰亚胺酯（MBS）产生抑制聚合的肌动蛋白单体，并且当测量与肌球蛋白头的结合数时，建议发现多种结合位点。今年，使用电子显微镜揭示了粘合空间的位置。 MBS-肌动蛋白不会停止反应，并通过凝胶过滤并与S1混合去除游离MB，从而导致化学交联（180KDA）。由于这种交联的肌动蛋白-S1复合物无法与正常的F-肌动蛋白结合，因此人们认为结合位点至少与F-肌动蛋白的结合位点至少部分共同。当观察到HMM-肌动蛋白的交联复合物时，在距头杆连接约14-15 nm处观察到肌动蛋白结合，并且接近头顶。在ATP或ADP存在下，可以生产具有不同迁移率的肌动蛋白S1交联产物（140KDA）。无法通过在S1中阻止SH1来完成这种交联，这表明交联发生在SH1和肌动蛋白之间。目前，正在观察到交联材料。