運動性タンパク質系での分子間力測定

运动蛋白质系统中的分子间力测量

基本信息

批准号：
05780486
负责人：
須田斎
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780486/
关键词：
運動性タンパク質分子間力ミオシンアクチン弾性率 ATP

项目摘要

本研究で使用した分子間力測定装置は、裏面に銀蒸着された厚さ数ミクロンのマイカの2平面間での繰り返し干渉光をモノクロメーターで分光し、分光された等高干渉縞をモニターしつつ圧電素子等の精密駆動装置を用いてマイカ表面間距離を制御できる機能を持っている。このとき生ずる干渉縞の変位から一方のマイカに装着されている板バネの変位を介して2平面間に相互作用している分子間力が測定される。なお、ここで用いられた装置において0.1nm精度の高分解能が当研究補助金によって購入された超高感度CCDカメラの導入により容易に達成することが可能になった。そしてこの改善により、運動性タンパク質の弾性率が精度良く測定され、これら酵素タンパク質が非常に柔らかい性質を持っていることを定量化することが本年度可能となった。本研究において、これまでATPを基質として加水分解反応を行うミオシンヘッドは、筋収縮の力発生の機構としてその弾性的性質が極めて重要であることが定説となっており、それと矛盾しない結果が得られた。現在、ATP存在下および非存在下での弾性的性質にいかなる差異があるか詳細に検討を試みている。また、吸着したミオシンヘッドの表面電荷ならびに表面電位を同時に解析してその静電気的性質の差異についても検討を行っている。上記の実験結果に伴い、本年度は3件(第31回日本生物物理学会(名古屋大学)、細胞運動研究会(帝京大学医学部)、水の構造研究会(岡崎生理学研究所)の口頭発表を行った。そして、関係する研究発表は、次ページの3論文としてすでに印刷ないしは印刷中である。

本研究采用的分子间力测量装置采用单色仪分离背面沉积有银蒸气的厚度为数微米的云母两个平面之间的重复干涉光，并监测光谱轮廓干涉条纹。能够使用压电元件等精密驱动装置控制云母表面之间的距离。根据此时发生的干涉条纹的位移，可以通过连接到云母之一的板簧的位移来测量两个平面之间相互作用的分子间力。此外，这里使用的设备通过引入本研究经费购买的超高灵敏度CCD相机，可以轻松实现0.1 nm精度的高分辨率。这一改进使得今年能够高精度测量运动蛋白的弹性模量，并量化这些酶蛋白的极软特性。在这项研究中，我们获得了与既定理论一致的结果，即以 ATP 作为底物进行水解反应的肌球蛋白头的弹性特性作为肌肉收缩的力产生机制极其重要。我们目前正在尝试详细研究 ATP 存在和不存在时弹性特性的差异。此外，我们还同时分析吸附的肌球蛋白头的表面电荷和表面电位，以检查其静电特性的差异。根据上述实验结果，今年我们在日本生物物理学会（名古屋大学）第31届年会、细胞运动研究组（帝京大学医学院）、水结构研究组分别举行了三场口头报告（冈崎生理研究所）相关研究报告已经印刷或正在印刷，如下页的三篇论文。