1994 Fiscal Year Annual Research Report

収縮中の骨格筋細いフィラメントとATP加水分解中のミオシン頭部のX線解析-アトミックデータによる解析

Research Project

Project/Area Number	06452443
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	若林克三大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (00029521)
Keywords	X線回折 / X線溶液散乱 / 筋収縮 / ミオシン頭部 / アクチンフィラメント / シンクロトロン放射光
Research Abstract	1)カエル骨格筋収縮中の細いフィラメントの構造変化細いアクチンフィラメント由来の反射のスペーシングが精密に測定された。その結果、収縮中0.2-0.3%位長くなっていることが判った。これは収縮中にアクチンフィラメントが2-3nm伸びていることに対応する(Wakabayashi et al.,Biophys.J.,67,2422(1994))。同様に、太いフィラメント反射の変化も測定したところ同程度伸びていることが明らかとなった。特に、アクチンフィラメントの伸びはらせんのねじれと関係していた。従来の筋収縮モデルでは両フィラメントは伸びないとの前提があった。我々の結果はこれを否定するもので、筋収縮のクロスブリッジモデルに重大な再考を迫るものである(M.Irving,Nature(News&Views),374,14(1995))。収縮中のカエル骨格筋から60-12Å領域の中角領域のX線回折像をシンクロトロン放射光で記録した。現在アクチン由来の中角領域の層線反射の強度データを測定している。アトミックデータを利用した解析が本申請で購入したグラフィックワークステーションで本格的に行える段階となった。 2)ATP加水分解中のミオシン頭部の構造変化ミオシン頭部の結晶解析の結果、今のところα-炭素の座標だけが使えるようになっている。これを使ってATP加水分解中の構造変化を解析している。現在のところ分子内部の構造変化までは明らかに出来ていないが、分子全体のコンフォーメーションの変化はかなり正確に示されてきている(Sugimoto et al.,Biophys.J.68,(1995)in press)。またATP加水分解中間状態のアナログであるADP.AIFやADP.BeFを作用させた時の変化も測定されている。

Research Products
(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] Y.Ueno: "Modelling Structural Changes of the Muscle Thin Filaments during an Isometric Contraction" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 443-450 (1994)
[Publications] T.Mitsui: "Frequency Dependence of the Variation of the X-ray Diffracion Pattern from Tetanized Frog Skeletal Muscle during Sinusoidal Length Change" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 460-472 (1994)
[Publications] K.Horiuti: "Structutal Changes of Crossbridge on Contaction and Relaxation Induced by Photolysis of Caged ATP" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 486-492 (1994)
[Publications] M.Tokunaga: "Structutal Change of the Myosin Head Detected by Electron Microscopy and Small-Angle X-ray Scattering" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 493-501 (1994)
[Publications] Y.Tajima: "X-ray Diffraction Studies of the Thin Filaments in a Contracting Molluscan Smooth Muscle" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 509-518 (1994)
[Publications] K.Horiuti: "X-ray Equatorial Diffraction during ATP-Induced Ca^<2+>-Free Muscle Contraction and the Effect of ADP" J.Biochem.115. 953-957 (1994)
[Publications] K.Wakabayashi: "X-ray Diffraction Evidence for the Extensibility of Actin and Myosin Filaments during Muscle Contraction" Biophy J.67. 2422-2435 (1994)
[Publications] Y.Tajima: "X-ray Evidence for the Elongation of Thin and Thick Filaments during Isometric Contraction of a Molluscan Smooth Muscle" J.Muscle Res.Cell Motility. 15. 659-671 (1994)
[Publications] H.Iwamoto: "Effect of Stretch and Release on Equatorial X-ray Diffraction during a Twitch Contraction of Frog Skeletal Muscle" Biophys J.68. 227-234 (1995)
[Publications] Y.Amemiya: "Large-Aperture TV Detector with a Beryllium-Windowed Image Intensifier for X-ray Diffraction" Rev.Sci.Instrum.(in prees). (1995)
[Publications] Y.Sugimoto: "Conformational Change of the Myosin Heads during Hydrolysis of ATP by X-ray Solution Scattering" Biophys.J.(in prees). (1995)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

収縮中の骨格筋細いフィラメントとATP加水分解中のミオシン頭部のX線解析-アトミックデータによる解析

Principal Investigator

若林 克三 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (00029521)

Research Products

[Publications] Y.Ueno: "Modelling Structural Changes of the Muscle Thin Filaments during an Isometric Contraction" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 443-450 (1994)

[Publications] T.Mitsui: "Frequency Dependence of the Variation of the X-ray Diffracion Pattern from Tetanized Frog Skeletal Muscle during Sinusoidal Length Change" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 460-472 (1994)

[Publications] K.Horiuti: "Structutal Changes of Crossbridge on Contaction and Relaxation Induced by Photolysis of Caged ATP" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 486-492 (1994)

[Publications] M.Tokunaga: "Structutal Change of the Myosin Head Detected by Electron Microscopy and Small-Angle X-ray Scattering" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 493-501 (1994)

[Publications] Y.Tajima: "X-ray Diffraction Studies of the Thin Filaments in a Contracting Molluscan Smooth Muscle" Synchrotron Radiation in the Biosciences eds.(B.Chance et al.),Oxford Univ.Press,Oxford. 1. 509-518 (1994)

[Publications] K.Horiuti: "X-ray Equatorial Diffraction during ATP-Induced Ca^<2+>-Free Muscle Contraction and the Effect of ADP" J.Biochem.115. 953-957 (1994)

[Publications] K.Wakabayashi: "X-ray Diffraction Evidence for the Extensibility of Actin and Myosin Filaments during Muscle Contraction" Biophy J.67. 2422-2435 (1994)

[Publications] Y.Tajima: "X-ray Evidence for the Elongation of Thin and Thick Filaments during Isometric Contraction of a Molluscan Smooth Muscle" J.Muscle Res.Cell Motility. 15. 659-671 (1994)

[Publications] H.Iwamoto: "Effect of Stretch and Release on Equatorial X-ray Diffraction during a Twitch Contraction of Frog Skeletal Muscle" Biophys J.68. 227-234 (1995)

[Publications] Y.Amemiya: "Large-Aperture TV Detector with a Beryllium-Windowed Image Intensifier for X-ray Diffraction" Rev.Sci.Instrum.(in prees). (1995)

[Publications] Y.Sugimoto: "Conformational Change of the Myosin Heads during Hydrolysis of ATP by X-ray Solution Scattering" Biophys.J.(in prees). (1995)

若林克三大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (00029521)