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単頭1分子モーターによる運動機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 06454662
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 陽子  東京大学, 教養学部, 助教授 (40158043)

研究分担者 枝松 正樹  東京大学, 教養学部, 助手 (60251328)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1995年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1994年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードキネシン / 微小管 / 滑り運動 / 分子モーター / 単頭分子モーター
研究概要

前年度までに、単頭キネシン分子を作製することができ、アビジン・ビオチン系によりガラスに固定することで微小管の運動活性を得ることができたので、今年度は運動の定量的な測定及び1分子モーターでの運動活性の測定に重点を置いた。
スライドガラスにアビジンを吸着させ、この上にビオチン化したキネシンの単頭及び双頭のフラグメントを載せて固定し、この上をATP存在下で微小管が滑り運動するのを観察する方法では、双頭の場合(キネシンのN末端からアミノ酸数386と410)には運動速度が約0.5μm/secでnativeの双頭分子と同程度であった。単頭分子のアミノ酸数340、351、368の場合は、それぞれ0.036、0.046、0.055μm/secであり、アミノ酸数が長いほど速くなる傾向があったが、双頭分子に比べると約十分の一程度になっていた。
一方、アビジンをコートしたビーズにビオチン化したキネシンフラグメントを結合させ、スライドガラス上に固定した微小管上に光ピンセットを用いて接触させ、相互作用によるビーズの変位を測定する方法によると、双頭分子も単頭分子も同様な挙動を示した。即ち、微小管と相互作用を始めると急速に力を発生してから等尺状態に近づいていき、6〜7pNに達した。また、力発生の初期における最大速度は0.6μm/secであり、これらの値は、nativeの双頭分子と同程度であった。また、ビーズに結合させるキネシンフラグメントの量を減らしていっても運動がみられる限りこれらの値は変わらなかったので、1分子に近い状態の運動を観測していると考えられる。
前述のガラス表面にキネシンフラグメントを固定する系では、1本の微小管に複数のキネシンモーターが相互作用しており、その向きもまちまちであるのに対し、後述のビーズのキネシンを固定する系では、1分子のモーターが最も運動に適した向きで相互作用することが可能である。従って、単頭1分子のキネシンでも、双頭の場合と同程度の最大速度と最大力を出すことができることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 清水隆、豊島陽子、枝松正樹、R.D.Vale: "Comparison of the motile and enzymatic properties of two microtubule minus-end motors,ncd and cytoplasmic dynein." Biochemistry. 34. 1575-1582 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 関本謙、森直樹、太和田勝久、豊島陽子: "Symmetry breaking instabilities of an in vitro biological system." Phys.Rev.Lett.75. 172-175 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡海紀子、西山明子、豊島陽子、他: "Kid,a novel kinesin-like DNA binding protein,is localized to choromosomes and tne mitotic spinddle." EMBO J.15. 457-467 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu, T., Toyoshima, Y.Y., Edamastu, M., & Vale, R.D.: "Comparison of the motile and enzymatic properties of two microtubule minus-end motors, ncd and cytoplasmic dynein." Biochemistry. 34. 1575-1582 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sekimoto, K., Mori, N., Tawada, K., & Toyoshima, Y.Y.: "Symmetry breaking instabilities of an in vitro biological system." Phys.Rev.Lett. 75. 172-175 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokai, N., Fujimoto-Nishiyama, A., Toyoshima, Y.Y. Yonemura, S., Tukita, S., Inoue, J., & Yamamoto, T.: "Kid, a novel kinesin-like DNA binding protein, is localized to chromosomes and the mitotic spindle." The EMBO J. 15. 457-467 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 清水隆、豊島陽子、枝松正樹、R.D.Vale: "Comparison of the motile and enzymatic properties of two microtubule minus-end motors,ncd and cytoplasmic dynein." Biochemistry. 34. 1575-1582 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 関本謙、森直樹、太和田勝久、豊島陽子: "Symmetry breaking instabilities of an in vitro biological system." Phys.Rev.Lett.75. 172-175 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 渡海紀子、西山明子、豊島陽子、他: "Kid,a novel kinesin-like DNA binding protein,is localized to choromosomes and tne mitotic spinddle." EMBO J.15. 457-467 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 清水隆,豊島陽子,枝松正樹,Ron Vale: "Choracterization of the motile and enzymatic properties of two minus-end directed microtuble motors eytoplasmic dynein and ncd." Biochemistry. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 今福泰浩,太和田勝久,豊島陽子: "A Monte Carlo study for a fluctuation analysis in the in vitro motility by protein motors." Biophys.J.(in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島陽子: "キネシンスーパーファミリー" 実験医学. 13. 484-485 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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