放射光実験施設SPリング8における筋X線回折ケージドADP実験

• Project/Area Number: 11670047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: General physiology
• Research Institution: 大分医科大学
• Principal Investigator: 堀内 桂輔 大分医科大学, 医学部, 助教授 (50183603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 眞紀 慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (30271315) ; 八木 直人 高輝度センター, 実験部門, 主席研究員 (80133940) ; 竹森 重 慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (20179675)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2000: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 1999: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 骨格筋 / スキンドファイバー / ケージド物質 / ADP / クロスブリッジ / X線回折 / 放射光 / 収縮

Research Abstract

西播磨スプリング・エイト実験ステーション45XUにおいて1999年5月に実施した実験結果の解析を研究の中心とした。筋標本は、ウシガエル縫工筋の単一線維スキンドファイバー。実験温度20℃。ADP放出前の硬直ファイバー(長さ約3mm)には40μmの伸展を与え、その張力を高めた。放出直前の張力は、最大活動張力の四割弱。ケージドADP濃度は0.8mMとし、光パルスによって放出されたADPが約0.38mM。
ADP放出によって、硬直張力は、時定数2.6ミリ秒で20%低下したが、その後、時定数310ミリ秒で0.25%上昇した。なお張力記録系の共鳴周波数は5kHz程度であり、記録における低周波通過フィルターの設定は10kHz。本課題における主な研究対象である張力低下の時相において、X線子午線反射M3(14.5nm)の強度が約30%増加した。この反射強度変化は、ADP放出後の5ミリ秒でほぼ完了したようであり、見積もられた時定数は2〜4ミリ秒であった。
ADP結合によって、硬直クロスブリッジは構造を変え、また張力をも変化させる。M3反射にあらわれる構造変化は極めて速く、張力の変化とほぼ同期しているようであった。ADPの結合による、構造と張力との変化の経過を明らかにするには、回折記録周りの性能の向上が必要である。スプリング・エイトにおいては、本実験の行なわれたステーション45XUより更に輝度の高いX線ビームの得られる実験ステーションが建設されている。今後は、この新しいステーションにおいて当該の研究を進めることが望まれる。