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リニアモータータンパク質の力発生機講

Research Project

Project/Area Number 04J02343
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionWaseda University (2005-2006)
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2004)

Principal Investigator

城口 克之  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsモーター蛋白質 / ミオシン / アクチン / 動作機構 / ブラウン運動 / 力発生 / 微小管 / 分子モーター / 運動機構 / 一分子観察 / 光ピンセット / カルモジュリン
Research Abstract

二本の‘足'を持つリニアモータータンパク質であるミオシンVの長い‘脚'に,光学顕微鏡で容易に観察できる棒(微小管)を結合させ,アクチン線維上を‘歩行'中の脚の動きを直接観察し,運動メカニズムの解明を試みている.
昨年度は,脚を固定してアクチン線維の運動を観察する系に改良し,問題となっていたデータの取得効率を上げることができた.今年度はさらに実験を重ね,今まで観察されていた微小管やアクチン線維の動きが,確かにミオシンVの脚の動きを反映していることを示した.改良した系ではアクチン線維の動きの解析から,脚の角度変化と同時にミオシンVのステップ状の並進運動を捉えることができ,力発生を伴った一方向性の角度変化が前足→後足,次の角度へ到達する前に回転ブラウン運動をする変化が後足→(アクチン線維から解離→)前足の動きに対応していることを示すことができた.さらにアクチン線維の動きが床に近いことで制限されないように,ビーズを‘橋げた'にして脚が固定されている微小管を‘橋'にする系でも実験を行ったところ,解離した足はほぼすべての角度をとり,回転自由ブラウン運動をすることが分かった.これらの結果より,次の歩行モデルを提唱した:両足がアクチン線維に結合した状態から後足が解離して‘股関節'を中心に回転自由ブラウン運動をする.前足の脚が力発生を伴って前方に傾き,股関節を前方に押し出す.解離している足が,回転の支点(股関節)が前方に移動したことにより,アクチン線維に結合している足よりさらに前方に着地する.
歩行中のミオシンVの前足の脚が力発生を伴って前方に傾くことや解離した足が回転ブラウン運動をするというメカニズムは,リニアモーター蛋白質全般の動作機構の解明において重要な知見を与えると考えている.論文としてまとめ,現在投稿中である.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] On the walking mechanism of linear molecular motors2006

    • Author(s)
      K.Kinosita, Jr., K.Shiroguchi, M.Y.Ali, K.Adachi, H.Itoh
    • Journal Title

      Adv. Exp. Med. Biol. 592

      Pages: 369-384

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microtubule-binding properties of dynactin p150 expedient for dynein motility2006

    • Author(s)
      T.Kobayashi, K.Shiroguchi, M.Edamatsu, Y.Y.Toyoshima
    • Journal Title

      Biochem.Biophys.Res.Comm. 340

      Pages: 23-28

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] あなたのビデオカメラは線形ですか?2005

    • Author(s)
      木下一彦, 城口克之, 岡本哲明, 尾上靖宏, 足立健吾, 伊藤博康
    • Journal Title

      生物物理 45

      Pages: 216-218

    • NAID

      10016628744

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] How two-foot molecular motors may walk2005

    • Author(s)
      K.Kinosita, Jr., M.Y.Ali, K.Adachi, K.Shiroguchi, H.Itoh
    • Journal Title

      Adv.Exp.Med.Biol. 565

      Pages: 205-219

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  • [Journal Article] あなたのビデオカメラは線形ですか?2005

    • Author(s)
      木下一彦, 城口克之, 岡本哲明, 尾上靖宏, 足立健吾, 伊藤博康
    • Journal Title

      生物物理 260(印刷中)

    • NAID

      10016628744

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] Adv.Exp.Med.Biol

    • Author(s)
      Kazuhiko Kinosita, Jr., M.Yusuf Ali, Kengo Adachi, Katsuyuki Shiroguchi, Hiroyasu Itoh
    • Publisher
      Plenum Pub Corp(発表予定)
    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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