1998 Fiscal Year Annual Research Report
超高速X線回折によるアクチン線維の構造変化・伸展性の収縮力発生との相関解明
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09480175
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
若林 克三 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (00029521)
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| Keywords | 高速X線回折 / シンクロトロン放射光 / 骨格筋の収縮 / 筋フィラメントの伸展性 / アクチンフィラメント / ミオシンフィラメント |
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| Research Abstract |
本研究はシンクロトロン放射光を使ったX線回折によって筋肉中のアクチンフィラメント反射の強度と位置(スペーシング)の変化を高時間分解能で調べ、アクチンフィラメントの構造変化・伸展性と張力発生の関係を明らかにすることを目的としている。フォトンファクトリー(PF)のストーレッジリングの高輝度化後平成10年12月のマシンタイムでドラム型イメージングプレート回転装置の改善を行って、初めて光学系、検出器のテストを兼ねた実験を行った。しかし、その際は十分な放射光強度が得られず、一番強い赤道反射の時分割測定しかできなかった。次いで平成11年2月のマシンタイムで少し強度が高くなってきたので、比較的強い14.3nmとその2次の7.2nmミオシン子午反射の収縮中及び収縮中に伸長させたときの強度とスペーシングの変化を5msの時間分解能で測定することができた。しかし、弛緩から収縮への移行時、収縮中の伸長時に筋肉の傾きが変化することによる反射位置の変化が認められ、正確なスペーシング決定には傾きの補正、傾きを最小限に抑える工夫が必要であることが分かった。今後放射光強度を上げて、さらに弱いアクチン子午反射の微小な強度、スペーシング変化を捉える実験を進める。一方、我々はテレビ型X線検出器を購入できた性能のテスト実験も別途進めてきた。テレビの全面でなく局所的な利用の仕方を行えば、特定の部分の強度、位置的変化の測定をミリ秒オーダーで時分割測定できることが分かってきた。従って、今年度はテレビ型検出器を積極的に利用した実験を行う予定である。
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[Publications] K.Wakabayashi: "High-Resolution X-Ray Diffraction of Muscle Using Undulator Radiation from the Tristan Main Ring at KEK" J.Synchrotron Rad.5. 280-285 (1998)
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[Publications] D-S.Kim: "X-Ray Diffraction Studies on the Structural Changes of Rigor Muscles Induced by Binding of Phosphate Analogs in the Presence of MgADP" Biophys.Chem.74. 71-78 (1998)
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[Publications] 武澤康範: "放射光X線回折・散乱による筋肉の構造研究" RADIOISOTOPES. 47. 776-788 (1998)
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[Publications] Y.Takezawa: " Extensibility of the Actin and Myosin Filaments in Various States of Skeletal Muscle as Studiesd by X-Ray Diffraction" Adv.Exp.Med.Biol.453. 309-317 (1998)
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[Publications] T.Arata: "Structure of the Monomeric Actin-Myosin Head Complex as Revealed by X-Ray Solution Scattering" Adv.Exp.Med.Biol.453. 73-78 (1998)
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[Publications] K.Wakabayashi: "Structural Dynamics of Actomyosin in Muscle Contraction by X-Ray Diffraction KEK Ann.Rep.1998 In press" KEK Ann.Rep.(In press). (1998)
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[Publications] Y.Tajima: "The Overlap between the Thin and Thick Filament Reflections in the Small-Angle X-Ray Diffraction Pattern from a Molluscan Smooth Muscle" J.Synchrotron Rad.5(In press). (1999)
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[Publications] Y.Takezawa: "Backward Movements of Cross-Bridges by Application of Stretch and by Binding of MgADP to Skeletal Muscle Fibers in the Rigor States as Studied by X-Ray Diffraction" Biophys.J.76(In press). (1999)
