天然の筋肉構造にヒントを得た再構成分子モーター繊維の作成と滑り運動の解析

受自然肌肉结构启发创建重建分子运动纤维并分析滑动运动

基本信息

批准号：
18048035
负责人：
今福泰浩
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyushu 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ミオシンロッドをもつキネシンキメラ分子とキャッチンを共重合させて長いキネシン繊維を再構成し、その上で微小管の滑り運動実験をおこなうことができる。この再構成キネシン繊維上ではキネシン頭部の向きがよくそろっているとかんがえられている。本年度は、さまざまなキネシンキメラの変異体をもちいて、再構成キネシン繊維上での微小管滑り速度の解析をおこなった。その結果、キネシンのネック部位がそこなわれていないばあいは、微小管の運動速度は運動方向によらず一定であるが、ネック部位に欠失があるばあいは、微小管が再構成キネシン繊維の中央にむかう方向の運動速度が、その反対方向(すなわちキネシン繊維の中心から離れる方向)の運動速度よりも、わずかに、しかしながら統計的に有意におおきいことがわかった。この結果は、キネシンの柔軟性、とくにその頭部め柔軟性にかんしてえられた重要な知見である。この研究結果をまとめた論文は現在投稿中である。一方、これまでに行われた分子モーターの揺らぎ解析実験によってわかった性質、すなわち、「無負荷条件では分子モーターはシンクロナイズするが、高負荷条件では分子モーターは独立にはたらくこと」を説明する理論を確立するために、これまでに他の研究グループが撰案したいくつかの理論モデルの計算機シミュレーションをおこなった。その結果、これまでに提出されたモデルでは過去の揺らぎ解析実験を説明できないことがわかった。この研究結果は、研究論文としてJournal of Physical Chemistry Bに発表した。

通过将驱动蛋白嵌合体分子与肌球蛋白杆和Cattin共聚，可以重构长驱动蛋白纤维，并可以对其进行微管滑动运动实验。据认为，驱动蛋白头在该重构的驱动蛋白纤维上很好地对齐。今年，我们使用各种驱动蛋白嵌合体突变体分析了微管在重建的驱动蛋白纤维上滑动的速度。结果发现，如果驱动蛋白的颈部区域完好无损，则无论运动方向如何，微管运动的速度都是恒定的，但如果颈部区域存在缺失，则微管的运动速度会朝纤维中心稍微但统计显着地大于相反方向（即远离驱动蛋白纤维中心）的运动速度。这一结果对于驱动蛋白的灵活性，特别是其头部的灵活性来说是一个重要的发现。目前正在提交一份总结这项研究结果的论文。另一方面，我们发展了一个理论来解释迄今为止进行的分子电机波动分析实验中发现的特性，即“在空载条件下，分子电机同步，但在高负载条件下，分子电机同步”。为了证实这一点，我们对其他研究小组提出的几个理论模型进行了计算机模拟。结果发现，迄今为止提交的模型无法解释过去的波动分析实验。该研究结果作为研究论文发表在《Journal of Physical Chemistry B》上。