ミオシンVでATPを合成する

用肌球蛋白 V 合成 ATP

基本信息

批准号：
18779003
负责人：
西川宗
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18779003/
关键词：
ミオシン ATP合成 1分子

项目摘要

ミオシンはATP加水分解の化学エネルギーを力学エネルギーに変換し、アクチン上を一方向に運動する。この運動の内部はATPaseと共役したナノメートルサイズのステップであり、自然のナノマシンの動作原理の解明は、緻密にプログラムされたATP加水分解と力発生の関係を読み解くことである。従来のミオシン研究の多くは運動の詳細な計測に注力したが(むろん多くの情報が蓄積されたが)動作原理の解明には至っていない。本研究は「ミオシンの力学エネルギーを逆流させて、ADPとリン酸の脱水縮合反応(ATPの合成)に挑戦」する。ナノメートルサイズのミオシンの運動を、サブナノメートル精度のピエゾ制御ステージと音響光学偏向器(以下AOD)制御のレーザートラップで後方に牽引し、生成した極少数のATP分子をフェムトリッターチャンバー法で検出する。研究開始初年度の達成目標は、ミオシンを牽引するためのフィードバック制御プログラムの作成と、リニアモーター計測に最適な形状のフェムトチャンバーの作製である。現在までに、ポジションセンサーから検出したミオシンの位置信号をUSB経由でPCに転送し、ソフトウェアベースでピエゾステージ・AODへ帰還信号を与えることに成功している。今後、この回路の性能を最大限に引き出すために、位置検出光学系をBFP法に改良する予定である。また、野路研究室の榊原らとの共同実験により、親水性皮膜を施したPDMS製フェムトチャンバーの作製にも成功している。

肌球蛋白将ATP水解的化学能转化为机械能，并在肌动蛋白上向一个方向移动。该运动的内部是与ATPase结合的纳米尺寸步骤，天然纳米机器的运行原理是了解精确编程的ATP水解与力产生的关系之间的关系。尽管许多传统的肌球蛋白研究集中于详细的运动测量（尽管已经积累了大量信息），但尚未阐明操作原则。这项研究“挑战ADP和磷酸盐的脱水凝结反应（ATP的合成），通过回流肌球蛋白的动态能。”纳米尺寸的肌球蛋白的运动被亚纳米前锋压电控制阶段和声学转向转换器（AOD）受控的激光陷阱向后拖动，并通过afertitter室方法检测到产生的很少的ATP分子。第一年开始研究的目标是创建一个反馈控制程序，以驱动肌球蛋白，并创建具有最佳形状的FEMTO室，最适合线性运动测量。迄今为止，它已经成功地将检测到的肌球蛋白的位置信号从位置传感器转移到PC上，然后通过软件基于软件的反馈信号向PIEZOSTAGE AOD。将来，我们计划将位置检测光学系统改进到BFP方法，以最大程度地提高该电路的性能。此外，与Sakakibara和其他NOJI实验室合作，他们还成功地用亲水涂层制造了PDMS FEMTO室。