アクトミオシン再構成系を用いた麻酔薬による心筋収縮抑制の分子機構解明に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07671658
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 真下 節 大阪大学, 医学部, 助教授 (60157188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳田 敏雄 大阪大学, 医学部, 教授 (30089883) ; 西村 信哉 大阪大学, 医学部・附属病院, 助手 (00263286) ; 吉矢 生人 大阪大学, 医学部, 教授 (80028505)
• Keywords: アクトミオシン / アクチン / 滑走速度 / 局所麻酔薬 / リドカイン / テトラカイン / ミオシンATPase

Research Abstract

まず、筋原繊維を用いた実験において、局所麻酔薬リドカインおよびテトラカインが可逆的および濃度依存的に張力発生を抑制することを示した。そして、アクトミオシン系モーター蛋白質の運動再構成モデルを用いた単一アクチンフィラメントの滑走速度をガラス基盤上で蛍光顕微鏡下に観察し、滑走速度に及ぼす局所麻酔薬の作用をpH6.5,7.0,7.8および8.5において測定した。リドカインおよびテトラカインも共に単一アクチンフィラメントの滑走速度を濃度依存的に抑制した。pH7.0におけるED_<50>値はリドカインおよびテトラカインでそれぞれ18.6mMおよび2.8mMであった。pHを変えて滑走速度に及ぼす影響を調べた解析結果から、局所麻酔薬の荷電型と非荷電型では非荷電型が抑制作用を示すことが明らかになった。これはさらに、永久荷電型リドカイン誘導体QX314がアクトミオシンの滑走速度に全く影響を与えなかったことにより確かめられた。また、非荷電型局所麻酔薬の滑走速度抑制作用は酸性条件下で増大することが明らかになった。さらに、ミオシンATPase(actin-activated ATPase)活性に対する局所麻酔薬リドカインおよびテトラカインの影響をマラカイトグリーン無機リン酸定量法の改良法を用いて行った。ATP加水分解反応に対しては、運動機能に対する抑制作用に比べて、局所麻酔薬は著名な効果を示さなかった。以上の結果から、局所麻酔薬はアクトミオシン蛋白分子間の静電相互作用にほとんど影響せず、疎水性部位に作用して化学-力学エネルギー変換過程の脱共役を惹起して運動機能を抑制することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Tsuda Y,Mashimo T,Yoshiya I,et al.: "Direct inhibition of actomyosin motility by local anesthetics in vitro." Biophysical Journal. 71. 2733-2741 (1996)
• [Publications] Tsuda Y,Mashimo T,Yoshiya I,et al.: "Effects of local anesthetics on the ATPase activity and motility of actomysin directly studied by in vitro motility assdy" Progress in Anesthetic Mechanism. 3. 290-295 (1995)