車軸藻ミオシンの機能と構造の特異性と同一性

腋窝肌球蛋白的功能和结构特异性及特性

基本信息

批准号：
10175214
负责人：
藤目杉江
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

滑り運動の速度は、アクトミオシンATPase活性に基づくと一般に考えられている。しかし、このATP分解エネルギーが全て運動エネルギーに変換されるわけではない。ミオシン自身のbasicなATP分解の過程でそのエネルギーを反応中間体として分子内に蓄える。そのエネルギー保持能力が高いほど運動エネルギーへの変換効率が高く、速く滑るという重要なメカニズムを、最近我々は明らかにし報告した。車軸藻ミオシンは骨格筋ミオシンの10倍の速さでアクチン線維を滑らせる。車軸藻ミオシンの首の長さは10倍長くはない。我々が測定した限りアクチン活性化ミオシンATPase活性も骨格筋ミオシンのそれとほぼ同程度である。では、レバーアームモデルで10倍の速さの違いをどう説明することが出来るのか。1回のATP分解サイクルで、ミオシンが結合してアクチン線維を動かす時間が短く1/10であると考える。とすれば、アクチン線維を連続的に走らせるに必要なミオシン分子の数が、10倍速い車軸藻ミオシンでは10倍多く必要になる。しかし、我々は昨秋、車軸藻ミオシンの方が骨格筋ミオシンよりむしろ少ない分子数で連続的な滑り運動が起こせるという結果を得て学会報告した。1回のATP分解でミオシン分子内ため込んだエネルギーを使って何度もステップを踏んで滑ると説明した。その様なルーズな相互作用の仕方が一体あるのであろうか。だが、実際、骨格筋ミオシン頭部1分子を用いてこの事が実測され喜多村等により報告がなされたところである。我々の考えは正しかったようだ。車軸藻ミオシンは骨格筋ミオシンより更に多くのステップを踏むのであろう。この様に特異的な機能を有する車軸藻ミオシンの分子構造への強烈な好奇心から、その全長シーケンスへ向けてライブラリー作りからクローニングをやり直している。

一般认为，滑行运动的速度取决于肌动球蛋白ATP酶的活性。然而，并非所有 ATP 分解能都转化为动能。在肌球蛋白自身的基本 ATP 分解过程中，能量作为反应中间体储存在分子内。我们最近揭示并报道了一个重要机制，即能量保留能力越高，动能转换效率越高，滑动速度越快。轴向藻类肌球蛋白在肌动蛋白纤维上的滑动速度比骨骼肌肌球蛋白快 10 倍。腋藻肌球蛋白的颈部长度不长10倍。据我们测量，肌动蛋白激活的肌球蛋白ATP酶活性几乎与骨骼肌肌球蛋白相同。那么我们如何解释杠杆臂模型 10 倍的速度差异呢？在一个ATP分解周期中，肌球蛋白结合和移动肌动蛋白纤维所需的时间被认为很短，只有1/10的时间。因此，持续运行肌动蛋白丝所需的肌球蛋白分子数量将是腋窝肌球蛋白的 10 倍，速度也快 10 倍。然而去年秋天，我们在一次学术会议上报道，我们获得了轴向藻类肌球蛋白可以用比骨骼肌肌球蛋白更少的分子产生连续滑动运动的结果。他解释说，在一次 ATP 分解过程中，肌球蛋白分子中储存的能量用于采取许多步骤和滑动。真的有这么松散的互动方式吗？然而，这一事实实际上是使用单个骨骼肌肌球蛋白头分子测量的，并由 Kitamura 等人报道。看来我们是对的。轴向肌球蛋白可能比骨骼肌肌球蛋白采取更多的步骤。出于对具有这种特定功能的腋窝肌球蛋白的分子结构的强烈好奇，我们正在重新进行文库构建和克隆以获得其全长序列。