筋疲労における筋力変調の作用点:スポーツ医学への応用をめざして

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18500515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 馬詰 良樹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40056990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹森 重 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (20179675) ; 山口 眞紀 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (30271315)
• Keywords: 生理学 / 細胞・組織 / 分子モーター / 生物物理 / リン酸アナログ / 筋疲労 / X線回折 / ミオシン

Research Abstract

疲労筋モデルを作成してその張力抑制効果が
(1)Ca2+イオンによる収縮活性化過程と
(2)クロスブリッジの自己触媒的な結合による活性化過程
のそれぞれに対してどれだけ強く及ぶかを調べている。活性化の程度はミオシン-ADP-Piの安定なアナログであるミオシン-ADP-フッ化アルミニウム(AlFx)の解離過程を力学測定、X線回折、NMRで観測することによって、定量評価している。
1)力学測定
フッ化アルミニウムAlFx存在下で、骨格筋スキンドファイバーを収縮させて、ミオシン-ADP-AlFxアナログを形成させた。±Ca2+硬直液と最大活性化収縮液中でこのファイバーを活性化させたところ、それぞれについてのアナログの解離経過がスチフネスと収縮初期張力によって見積れることがわかった。各活性化因子の作用の強さを、数学ソフトMapleを使ったシミュレーションで解析している。
2)X線回折
フッ化アルミニウムを取り込んだミオシン頭部の超分子形態を、X線回折法で調べた。高分解能での測定をSPring8の放射光施設を用いて実施することができた。比較の対象として、ゲルゾリンでアクチンを除去したスキンドファイバー中のミオシン頭部の状態も調べた。温度、イオン強度、二価イオン濃度を変えたときのミオシン頭部の赤道面上での分布状態は、フッ化アルミニウムを取り込んだスキンドファイバーと、アクチンを除去したスキンドファイバーとでよく似通っていた。今回測定したミオシン頭部の動きとの違いとして、活性化の程度を評価できることがわかった。
3)19F-NMR測定
ファイバー内のミオシン-ADP-AlFxの化学状態を調べるために、フッ素に対して強い感度を持っ新規プローブが導入されたので、フッ化アルミニウムを取り込んだスキンドファイバーでの測定に向けて調整を行った。