高等植物ミオシンのカルシウムイオンによる制御機構の解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08740625
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 横田 悦雄 姫路工業大学, 理学部, 助手 (80212299)
• Keywords: 原形質流動 / ミオシン / カルモジュリン / カルシウムイオン / アクチン

Research Abstract

ユリ花粉管から単離された170-kDaミオシンは、軽鎖サブユニットであるカルモジュリンを介して、その活性がカルシウムイオン依存的に調節されている。他の高等植物に存在する170-kDaオシンも同様な性質を有するのかを調べるために、タバコ培養細胞BY-2から170-kDaミオシンの単離を試みた。ユリ花粉管の170-kDaミオシン重鎖に対する抗体を用いて解析した、各精製段階におけるBY-2細胞170-kDaミオシンの存在画分と、運動再構成法を用いて測定したミオシンの運動活性が存在する画分とはよく一致していた。また170-kDaミオシンを含む画分中には、カルモジュリンが必ず存在しており、170-kDaミオシンの運動活性はマイクロモル程度のカルシウムイオンによって阻害された。これらの結果は、BY-2細胞に含まれている170-kDaミオシンも、ユリ花粉管170-kDaミオシンと同様な生化学的性質を有することを示唆している。おもしろいことに、170-kDaミオシンを全く含んでいない画分中にも、ミオシンの運動活性が認められた。この画分中に含まれているミオシンを同定するために精製を進めた結果、170-kDaミオシン重鎖とは免疫性が全く異なる分子量172-kDa重鎖からなるミオシンが単離された。またこのミオシン画分中にも、カルモジュリンが含まれていた。更に、このミオシンとF-アクチンとのATPに依存した結合性を解析したところ、172-kDa重鎖とカルモジュリンは同じ挙動を示した。そして、このミオシンの運動活性も、マイクロモル程度のカルシウムイオンによって阻害された。これらの結果から、BY-2細胞から新しく同定された172-kDa重鎖からなるミオシンも、カルモジュリンが軽鎖サブユニットであり、その活性がカルシウムイオンによって制御されていることが明らかになった。現在、このミオシンの172-kDa重鎖に対する抗体を作製して、細胞内での局在を解析しているところである。

Research Products

• [Publications] Yokota E. Shimmen T.: "Isolation and characterization of plant myosin from pollen tubes of lily." Protoplasma. 177. 153-162 (1994)
• [Publications] Shimmen T. Yokota E.: "Physiological and biochemical aspects of cytoplasmic streaming." International Review of Cytology. 155. 97-139 (1994)
• [Publications] Yokota E. McDonald A. R. et al.: "Localization of a 170-kDa myosin heavy chain in plant cells." Protoplasma. 185. 178-187 (1995)
• [Publications] Yokota E. Mimura T. Shimmen T.: "Biochemical, immunochemical and immunohistochemical identification of myosin heavy chains in cultured cells of Catharanthus roseus." Plant Cell Physiology. 36(8). 1541-1547 (1995)