1993 Fiscal Year Annual Research Report
モーター蛋白質による化学-力学エネルギー変換機構-1分子計測による研究-
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04404094
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柳田 敏雄 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (30089883)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 慶恵 大阪大学, 新技術事業団, 研究員 (10202269)
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| Keywords | 分子モーター / アクチンフィラメント / ミオシンフィラメント / アクトミオシン |
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| Research Abstract |
アクトミオシン分子モーターの化学力学エネルギー変換の本質を明らかにするため、その過程に分子レベルで直接アプローチできる研究法の開発を行なった。まず、蛍光顕微鏡法を用いて単一のアクチンフィラメントを直接観察し、マイクロニードルでそれを操作する手法を開発し、さらに、観察と操作の精度をあげミオシン1分子の運動発生過程を、1ナノメーター、0.1ピコニュートン、0.1ミリ秒という驚異的な分解能で直接捉える画期的な装置の開発に成功した。
この装置を用いて、ミオシン1分子が発生する力、変位、速度定数など基本パラメーターを決めた。負荷が大きい時は、ミオシン分子は1回のATP分解反応中に1回アクチンと結合解離反応を行ない、変位は小さい(〜0nm)が約5.5pNという大きな力を一気に発生すること、そして、負荷が小さくなると、逆に、力は小さくなるが1回の結合解離反応で引き起こされる変位が約15nmになり、それを1回のATP分解反応中に何回(最大約10回)も繰り返すことなど、化学力学共役の本質に迫る詳しい内容を初めて明らかにした。
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[Publications] E.M.Ostap: "Orientaional distribution of spin-labeled actin oriented by flow." Biophysical J.63. 966-975 (1992)
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[Publications] M.Jorara: "Charge reversion mutagenesis of Dictyostelium actin to map the surface recognized by myosin during ATP-driven sliding motion." Proc.Natl.Acad.Sci.90. 2127-2131 (1993)
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[Publications] T.Yanagida: "Coupling between ATPase and force-generating attachment-detachment cycles of actomyosin in vitro." Adv.Exp.Med.Biol.332. 339-349 (1993)
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[Publications] E.Prochniewicz: "Cooperativity in F- actin:Chemical modifications of actin monomers affect the functional interactions of myosin with unmodified monomers in the same actin filament." Biophysical J.65. 113-123 (1993)
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[Publications] T.Yanagida: "Nano-manipulation of actomyosin molecular motors in vitro:a new working principle." Trends in Biochemical Sciences. 18. 319-324 (1993)
