生物分子モーターの動的構造解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09279103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 須藤 和夫 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20111453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白木原 康雄 国立遺伝学研究所, 助教授 (20150287) ; 若林 克三 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (00029521) ; 若林 健之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011717)
• Keywords: 分子モーター / ミオシン / 核酸モーター / キネシン / ダイニン

Research Abstract

細胞分裂、細胞運動、細胞内小胞輸送、食作用など細胞が生きていくために必須であるさまざまな「動き」は、細胞内の多様な蛋白質分子モーターが担っている。こうした分子モーターには、ミオシンファミリー、キシネンファミリー、ダイニンファミリーなどがあり、典型的な真該細胞では数十種類の分子モーターが活躍している。こうした「生物分子モーター」の構造や機能の「多様性」は生物進化の過程で細胞のさまざまな要求に応じてできあがってきたものであり、細胞内で力は必要とされる多種多様の場面で多彩なモーターが働いているという状況のなかにその意味が反映されている。一方、このような多様な分子モーターも少数の祖先蛋白質から進化してきたものであり、その作動機構をつきつめていけば「共通の原理」にいきつくことが期待される。こうした「生物分子モーターの多様性と同一性」を視野に入れつつ、構造の面からさまざまな分子モーターを取扱うのが「生物分子モーターの動的構造解析」研究班の目的である。研究手段としては、高分解能3次元クライオ電子顕微鏡法やX線決勝解析法を中心に、X線小角散乱法やNMRなどを駆使し、材料としては組換えミオシン、組換えキネシン、ダイニンを用いた。そして、こうした多様なモーターの作動に必須の構造を明らかにし、そのうえで、これらの構造に先祖モーターの構造を反映している共通性がみられるかどうかを調べた。

Research Products

• [Publications] Adachi,H., Sutoh,K., et al.: "Dictyostelium IQ-GAP-related protein specifically involved in the completion of cytokinesis." J.Cell Biol.137. 891-898 (1997)
• [Publications] Bobkov,A.A., Sutoh,K., et al.: "Nucleotide and actin binding properties of the isolated motor domain from Dictyostelium discoideum myosin." J.Muscel Res.Cell Motil.18. 563-571 (1997)
• [Publications] Shimada,T., Sutoh,K., et al.: "Alanine scanning mutagenesis of swith I region of the ATPase site of Dictyostelium discoideum myosin II." Biochemistry. 36. 14037-14043 (1997)
• [Publications] Fujita,H., Sutoh,K., et al.: "Characterization of mutant myosine equivalent to human familial hypertophic cardiomyopathy mutants." J.Clinc.Invest.99. 1010-1015 (1997)
• [Publications] Suzuki,Y., Sutoh,K., et al.: "Modulation of actin filament sliding by mutations of the SH2 cysteine in Dictyostelium myosin II." Biochem.Biophys.Res.Commun.234. 701-706 (1997)