ヘテロ2量体を用いた双頭ミオシンVの協調した働きによる運動機能の1分子観察

使用异二聚体通过双头肌球蛋白 V 的协调作用来单分子观察运动功能

基本信息

批准号：
04J07647
负责人：
有賀隆行
金额：
$ 5.76万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ミオシンVは、その2つのモータードメインが交互にATPを加水分解し、協調した働きをすることでアクチン線維上を数μmに渡り連続的に運動する。本研究は、このミオシンVの変異体を1分子観察することにより、その仕組みの解明を目的として研究を行った。昨年度までは、主に1分子観察のための顕微鏡装置開発と改良を行った。この新しく開発した顕微鏡を用いてミオシンVの運動を観察することにより、蛍光性ATPを用いた加水分解の結合解離過程の可視化と、運動発生を同時に計測することに成功した。本年度は、再構成ミオシンVを用いて力・変位発生の詳細な1分子解析を行った。その結果、ミオシンVの連続的な運動機能を最大限に発揮するためには、モータードメインだけでなく、その後ろ側のコイルドコイルドメインも重要な役割を担っていることを新たに見出した。即ち、運動機能とその制御に蛋白質構造の自己組織化が直接関っていることを示唆する。この成果は、第44回日本生物物理学会(沖縄)および51st Annual meeting of Biophyscal Society(Baltimore, USA)に於いて発表を行った。それと平行して、いくつかのミオシンVの加水分解変異体の作製も行った結果、その運動機能を野生型よりも向上させる変異体を新たに発見した。この成果は日本分子生物学会2006フォーラム(名古屋)に於いて発表を行った。以上の結果から、ミオシンVの運動機能発現に於いて、蛋白質の全体構造の自己組織化と、モータードメインの加水分解部位に位置する数残基ATPの加水分解といった、ミクロからマクロへと繋がる普遍的な構造が見えてきた。化学反応エネルギーが運動発生といった力学的エネルギーに変換される生体分子モーターのエネルギー変換機構の一端を明らかにしたこれらの知見に、物理的解釈を加えて論文にまとめている(投稿準備中)。

MIOSIN V通过交替地水解ATP并交替执行协调功能，从而连续地运动肌动蛋白纤维。这项研究是通过观察该肌球蛋白V的突变体来阐明机制的。直到去年，我们主要开发并改进了一个用于一个分子观察的显微镜设备。通过使用这种新开发的显微镜观察肌球蛋白V的运动，我们成功地使用了荧光ATP可视化水解解剖过程，并同时测量了运动。在这个财政年度，使用重建的肌球蛋白V进行了对功率和位移的单个分子分析。结果，为了最大程度地提高肌球蛋白V的连续运动功能，它新发现，不仅是汽车员，而且不仅是Cilde Coil Deemain的背面也是重要的作用。也就是说，这表明运动函数和蛋白质结构的控制直接涉及。该结果在日本第44届年度学会（冲绳）和生物阶段学会（美国巴尔的摩）第51届年度会议上介绍。同时，某些Hyosin v Hydrovoltage品种的产生以及一种比野生型改善运动功能的新突变体。该结果在日本分子生物学学会的2006年论坛（名古屋）上宣布。基于上述结果，在肌球蛋白V的运动功能的表达中，蛋白质的整体结构的自组织以及位于Mortodomain水解位点的残基ATP的水解，结构已到来。进入视图。这些知识通过添加物理解释（准备发布）来阐明将化学反应能量转化为机械能的生物分子电动机的一部分，该知识将化学反应能量转化为机械能的一部分，这些知识是将化学反应能量转化为机械能的。