筋収縮中のATP分解サイクルをBDMで抑制したときの分子配位

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02670059
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 馬詰 良樹 東京慈恵会医科大学, 第1生理学校室, 教授 (40056990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹森 重 東京慈恵会医科大学, 第1生理学校室, 助手 (20179675)
• Keywords: ブタンヂオンモノオキシム / 筋肉 / スキンドファイバ- / Xー線回析 / 格子間隔 / 赤道反射 / 強度比 / ミオシン頭部

Research Abstract

BDM(2,3グタンヂオンモノオキシム)は筋肉の収縮時の加水分解過程でMADP・Pi複合体形成より後のステップを阻害することが明らかになっている。本研究ではこの阻害効果が収縮中のミオシン頭部の構造変化とどのように関係しているかを明らかにするために行なった。
骨格筋の形質膜を剥離したスキンドファイバ-の赤道反射を研究室のXー線回析装置と高エネルギ-物理学研究所のシンクロトロン放射により求めた。カルシウムイオンにより活性化したときの1,0格子間隔は収縮張力にほぼ比例して41から38nmに減少した。最大活性時の張力はBDMにより抑制され20mMでほぼ張力はゼロとなった。しかしこの時、格子間隔は38nmである最大収縮時と差はなかった。シンクロトロン放射により収縮時の赤道反射の1,0と1,1の強度比を求めたところ、BDM感作筋では張力の減少にもかかわらず強度比の変化量は少なかった。
以上より我々はBDM存在下でカルシウムにより活性化した筋肉ではミオシン頭部はアクチンフィラメント近傍にあるが張力を発生しない状態にあると結論づけた。
すなわちカルシウムとBDM存在下で、ミオシン頭部がアクチンの近傍にあるという仮説が正しければ、圧縮力にたいし格子間隔の減少量は少ないはずである。スキンドファイバ-をデキストランで圧迫したときの格子間隔を求めたところ、BDM存在下では張力は減少するにもかかわらず格子間隔の減少量は少ないという結果が得、上記仮説が支持された。