乱流領域における筋肉収縮蛋白質溶液の流体力学的研究

• Project/Area Number: 04805089
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 島内 浩喬 東京工業大学, 理学部, 助教授 (30016117)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Keywords: F-アクチン / 筋肉収縮蛋白質 / 生体高分子希薄溶液 / 流体力学 / レオロジー / トムズ効果

Research Abstract

本研究は筋肉収縮の主役と考えられている蛋白質であるF-アクチンの動的な物性を、トムズ効果(乱流抑制効果)という現象を手懸りとして、全く新しい視点から捉え直すことを目指している。そのために、先ずATPを含むF-アクチン溶液の円管内流動に際し、レイノルズ数とATPの加水分解反応速度の関係を調べることにした。
ウサギ骨格筋より抽出、精製したG-アクチンを水溶液中、Kclを加えることによって重合させて、F-アクチンを作り、そのATPを含んだ溶液を種々の流速で、パイプの中に流す。実験の前後で溶液中の無機リン酸の濃度を定量する。
円管内流動測定装置はシリンジとストレーンゲージ型圧力センサーを用いた装置を製作したが、貴重な試料蛋白質を有効に使うために、今回従来よりもより少量(約1/4,1ml位)の溶液で測定できるように改良を行っている。内径約0.5mmのパイプを用いることにしたので、圧力差も約4倍と大きくなり、より正確な測定ができる。これには本補助金で購入したレコーダも大きな寄与をしている。
流動曲線測定装置もスコット・ブレアーのアイデアを参考にして、少量の試料で測定できるものに改良を行っている。
また、より少量の溶液を用いるので、それに伴って無機リン酸のより鋭敏な定量法が必要になるが、最近発表された「高感度リン酸定量法」は、迅速性もあり、本研究にも応用する予定である。
東北大学流体科学研究所において、流体力学関係の文献等の調査も行った。