ミオシン5のATP加水分解と変位発生を同時に計測することで運動モデル構築を行う

通过同时测量肌球蛋白 5 的 ATP 水解和置换生成建立动力学模型

基本信息

批准号：
06J09197
负责人：
小森智貴
金额：
$ 1.79万
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ミオシンに代表されるモータータンパク質はATP加水分解の化学エネルギーをアクチンフィラメント上における変位発生という力学エネルギーに変換する。近年、盛んに研究が行われているミオシンの一種であるミオシン5はアクチンフィラメント上で連続した変位を生み出すプロセッシブ運動と呼ばれる運動を示す。国内外の様々な研究グループによりプロセッシブ運動に関して様々な運動モデルが提唱されている。しかしながらこれら全てはミオシン5の変位発生にのみ基づいて提唱された運動モデルであるために、ミオシン5のプロセッシブ運動に伴うATP加水分解サイクルと変位発生の対応関係は依然として不明瞭なままである。そこで私はミオシン5のATP加水分解サイクルと変位発生を同時に計測することによりATP加水分解サイクルという新たな視点に基づいてミオシン5の運動モデル構築を目指した。平成18年度,19年度の研究においてはまずミオシン5のATP加水分解サイクルと変位発生を同時に計測するために必要な計測系の構築を行い、その詳細はBiosystems誌(Vol.93,pp.48-57)に本年度紙面発表した。また実際に、これまでの研究により構築した計測系を用いて、ATP加水分解サイクルと変位発生の対応関係の同時計測を行い、力発生後に時間遅れを伴い加水分解されたADPがミオシンから放出されることを世界で初めて直接明らかにした(Biophys.J.Vol.96,L04-06)。本研究により得られた研究成果は、ミオシン5のプロセッシブ運動の機構を良く説明するものであり、プロセッシブ運動機構の解明に大きな貢献を果たした。

以肌球蛋白为代表的运动蛋白将 ATP 水解的化学能转化为肌动蛋白丝上位移的机械能。肌球蛋白 5 是近年来得到积极研究的一种肌球蛋白，它表现出一种持续运动，可在肌动蛋白丝上产生连续位移。国内外多个研究小组已经提出了各种关于进行性运动的运动模型。然而，由于所有这些动力学模型都是仅基于肌球蛋白-5 的位移生成而提出的，因此与肌球蛋白-5 的持续运动相关的 ATP 水解循环与位移生成之间的对应关系仍不清楚。因此，我的目的是通过同时测量肌球蛋白-5的ATP水解循环和置换生成，基于ATP水解循环的新视角构建肌球蛋白-5的动力学模型。在我们2006年和2006年的研究中，我们首先构建了一个同时测量ATP水解循环和肌球蛋白57）置换生成所必需的测量系统，并在今年的论文中发表。此外，利用之前研究构建的测量系统，我们同时测量了ATP水解循环和位移产生之间的对应关系，并发现水解的ADP在力产生后有时间延迟地从肌球蛋白中释放出来。世界，这是直接揭示的（Biophys.J.Vol.96，L04-06）。本研究取得的研究成果很好地解释了myosin-5的渐进运动机制，为阐明渐进运动机制做出了重大贡献。