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滑りの分子 ダイナミックス

研究課題

研究課題/領域番号 01657002
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関大阪大学

研究代表者

柳田 敏雄  大阪大学, 基礎工学部, 教授 (30089883)

研究分担者 児玉 孝雄  岡山大学, 歯学部, 助教授 (30034200)
木下 一彦  慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (30124366)
井上 明男  大阪大学, 理学部, 講師 (80107060)
石渡 信一  早稲田大学, 理工学部, 教授 (10130866)
安藤 敏夫  金沢大学, 理学部, 講師 (50184320)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
31,000千円 (直接経費: 31,000千円)
1989年度: 31,000千円 (直接経費: 31,000千円)
キーワードアクチンフィラメント / ミオシン / 滑り運動 / 首ふり仮説 / 張力ゆらぎ / 運動タンパク質
研究概要

本計画研究班は、運動タンパク質分子の滑り、力発生の直接定量観察、ATPase反応中間体と力学的状態の関連づけ、滑り動物タンパク質分子のエネルギー状態と力学的状態との関連づけ、主要な研究課題として発足したが、すでに柳田の提唱している"滑走説"を強く支持する結果が得られ始めている。
柳田はアクチンフイラメント一本をマイクロニードルで自由に操作するとともに、1ナノメートルの変位を検出する技術を新たに開発し、負荷のかかっているときの滑り運動を高分解能で測定できるようにした。この方法で30個程度のミオシン頭部が力を発生しているときの張力ゆらぎを測定したところ、従来の"首ふり仮説"から期待されるような大きな張力ゆらぎは観測されず、力の発生はきわめて滑らかであった。すなわち、ミオシン頭部は連続的にほぼ一定の力を出していることが明らかになった。木下(慶応大 理工)、石渡(早大 理工)らは独自の分光学的方法でアクチンフイラメントの滑り運動を詳細に追跡し始めている。児玉(岡山大 歯)は、筋原線維を用いた実験で、無負荷の滑り運動ではミオシン頭部に結合したATP加水分解産物はほとんど遊離されず、滑りに対する抵抗が増加して初めてATP加水分解サイクルが加速されることを示した。この結果は,"滑走説"を強く支持する。井上(阪大 理)は、この筋原線維の結果をふまえて、滑り運動分子反応中間体の化学的状態の動力学的を行っている。児玉による滑り運動中のタンパク質分子のエネルギー状態を測定するための高時間分解熱量計の開発も順調に進んでいる。安藤(金沢大 理)、太和田(九大 理)らによる滑り運動素過程の理論的考察も活発に進められている。

報告書

(1件)
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Y.Harada: "The elementary process in the actomyosin energy transduction system." Muscle Energetics.Paul et al.(eds). 27-36 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kishino: "Force measurements by micromanipulation of a single actin filament by glass needles." Nature. 334. 74-76 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yanagida: "Minimum structural unit.required for energy transduction in muscle" The molecular mechanism of muscle(H.Sugi & G.Pollack eds.)Plenum Press. 277-285 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Harada: "Direct observation of molecular motility by light microscopy" Cell Motility and the Cytoskeleton. 10. 71-76 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 原田慶恵: "筋肉におけるエネルギー変換の素過程" 生体の科学. 39. 110-114 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 柳田敏雄: "運動ー筋肉の収縮のメカニズム" 高校通信. 7. 1-4 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 柳田敏雄: "ノイズレベルの入力エネルギーで作動する分子機械ー筋肉" 科学. 58. 477-485 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ando: "Propagation of actoーSー1 ATPase reactionーcoupled conformational change in actin along the filament." J.Biochem.105. 818-822 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Okumura: "Spontaneous oscillatory contraction of sarcomeres in skeletal myofibrils." J.Musc.Res.Cell Motil.9. 111-119 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] M.Miyata: "Reaction intermediates formed by myofibrils during ATPase reaction under relaxed condition" J.Biochem.105. 271-274 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kodama: "ATP hydrolysis by shortening myofibrils." Muscle Energetics(R.J.Paul,G.Elzinga,K.Yamada eds.). 69-73 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tawada: "Force production by convalently fixed crossーbridge heads in skinned fibers." Muscle Energetics(R.J.Paul,G.Elzinga,K.Yamada eds.). 37-43 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 柳田敏雄: "生物物理のフロンティア" 培風館, 291 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 柳田敏雄: "細胞増殖・細胞運動" 丸善, 251 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 柳田敏雄: "細胞のバイオメカニクス" オーム社, (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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