ダイニン分子モーターによる分オーダーのヌクレオチド相互作用の機能解析

动力蛋白分子马达微小级核苷酸相互作用的功能分析

基本信息

批准号：
16770110
负责人：
井上裕一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770110/
关键词：
ダイニンモータータンパク質 1分子イメージング

项目摘要

蛍光ヌクレオチド1分子観察によって明らかになった軸糸ダイニンへのヌクレオチド安定結合について、今年度は安定結合の生理的意義を明らかにするため、以下のような実験を行った。ガラス上に固定した外腕ダイニンによって動かされる微小管の運動解析から、ADPの安定結合が1mM ATP存在下での運動速度を活性化することを昨年示した。また外腕ダイニンは蛍光ATPを加水分解するにも関わらず、蛍光ATPによる運動を引き起こさなかった。もしADP安定結合だけによって外腕ダイニンの運動性が活性化されるならば、ADPプレインキュベートによって活性化された後ならば、蛍光ATPによる運動が観察されると予想される。これを検証するため、外腕ダイニンの運動性をADPプレインキュベート後に調べたが、プレインキュベートしない場合と同様に、蛍光ATPによる運動は観察されなかった。ところが、加水分解されないATPアナログであるAMPPNPをプレインキュベートすると、蛍光ATPによる運動が観察された。同様の結果は、ATPアナログとしてCaged ATPなどを用いた場合にも観察された。これらの結果は、外腕ダイニンの運動活性には、ATP加水分解とADP安定結合だけでなく、加水分解を伴わないATP結合が運動活性化因子として必要であることを示唆する。さらには、外腕ダイニンだけでなく、内腕ダイニンも含んだエラスターゼ処理軸糸の滑り運動においても、AMPPNPプレインキュベート後に蛍光ATPによる運動が観察された。この実験系はダイニンの周期的配列や制御タンパクの存在など生体内での環境を反映していると考えられるため、ヌクレオチド安定結合によるダイニンの運動制御は、べん毛運動全体の運動制御を考える上でも、重要な素過程であると考えられる。

关于通过荧光核苷酸的单分子观察揭示的核苷酸与轴丝动力蛋白的稳定结合，今年我们进行了以下实验以阐明稳定结合的生理意义。去年，我们通过对固定在玻璃上的外臂动力蛋白移动的微管运动的分析表明，在 1mM ATP 存在的情况下，ADP 的稳定结合会激活微管的运动速度。此外，虽然外臂动力蛋白水解荧光ATP，但它不会通过荧光ATP诱导运动。如果 ADP 稳定结合单独激活外臂动力蛋白运动，则可以预期在 ADP 预孵育激活后观察到荧光 ATP 诱导的运动。为了测试这一点，我们检查了 ADP 预孵育后外臂动力蛋白的运动性，但与未预孵育的情况一样，没有观察到荧光 ATP 诱导的运动。然而，当预孵育 AMPPNP（一种未水解的 ATP 类似物）时，观察到荧光 ATP 诱导的运动。当使用笼式ATP等作为ATP类似物时，观察到类似的结果。这些结果表明，外臂动力蛋白的运动活性不仅需要ATP水解和ADP稳定结合，而且还需要ATP结合而不水解作为运动激活剂。此外，在 AMPPNP 预孵育后，在弹性蛋白酶处理的轴丝的滑动运动中观察到荧光 ATP 诱导的运动，不仅包括外臂动力蛋白，还包括内臂动力蛋白。该实验系统被认为反映了体内环境，例如动力蛋白的周期性排列和调节蛋白的存在，因此，通过稳定的核苷酸结合对动力蛋白运动的控制被认为是对整体鞭毛运动的控制。以上也被认为是一个重要的基本过程。