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生物分子モーターの動的構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 09279103
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

須藤 和夫  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20111453)

研究分担者 若林 健之  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011717)
若林 克三  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (00029521)
白木原 康雄  国立遺伝研究所, 構造遺伝学研究センター, 助教授 (20150287)
研究期間 (年度) 1997 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
213,200千円 (直接経費: 213,200千円)
2000年度: 34,800千円 (直接経費: 34,800千円)
1999年度: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
1998年度: 74,600千円 (直接経費: 74,600千円)
1997年度: 73,800千円 (直接経費: 73,800千円)
キーワードミオシン / ダイニン / キネシン / FRET / X線小角散乱 / 電子顕微鏡 / 組換えモーター / X線結晶構造解析 / 分子モーター / 核酸モーター
研究概要

細胞性粘菌のミオシンII遺伝子を用いて組換えミオシンを作成し、ATP加水分解反応が特定の中間状態にトラップされている変異ミオシンを多数作成した(Sasaki et al.,J.Biol.Chem.,1998,1999,2000).アクチンと相互作用しながら滑り運動をするときに、ミオシンモータードメイン内でおこる構造変化が、これら変異体作成であきらかになった。これら変異ミオシンの結晶構造解析は、米国ウイスコンシン大学、ドイツのマックスプランク研究所の結晶解析グループとの共同研究で進行中である.こうした研究の結果、ATP加水分解にともなう連続的な分子構造変化を原子レベルで追跡することが可能となろう.また、緑色蛍光タンパク質GFPあるいはその青色変異タンパク質BFPを融合したキメラミオシンを作成し、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)法で、ATP加水分解に伴うミオシンの構造変化を調べた.この結果、ATP結合直後にミオシンはいわゆる"レバーアーム"を振り上げた状態になり、ATP加水分解後にレバーアームが振り戻されることが明らかとなった(Suzuki et al.,Nature,1998).これは、滑り運動に十分な大きさの構造変化がATP加水分解の特定ステップでおこっていることを実験的にしめした初めてのものである。さらに、1分子レベルでのFRETを計測できる1分子FRET顕微鏡をを作成し、力発生にともなうレバーアームの動きを1分子レベルで観察した(Suzuki et al.,FEBS Letters,,in press).

報告書

(5件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Yasunaga, T., Sutoh, K., et al.: "ATP-induced transconformation of myosin revealed by determining three-dimensional positions of fluorophores from fluorescence energy transfer measurements"J.Structural Biology. 132. 6-18 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki, N., Sutoh, K., et al.: "Deletion of the Myopathy Loop of Dictyostelium Myosin II and Its Impact on Motor Functions"J.Biol.Chem.. 274. 37840-37844 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki, Y., Sutoh, K., et al.: "Swing of leve-arm of myosin motor at the isomerization and Pi-release steps"Nature. 396. 380-383 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Samatey, F., Shirakihara, Y., et al.: "Crystallization of the F41 fragment of Flagellin and data collection from extremely thin crystals"Journal of Structural Biology. 132. 106-111 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruta, S., Wakabayashi, K., et al.: "Solution structure of myosin-ADP-MgFn ternary complex by fluorescent probes and small-angle X-ray scattering"J.Biochem.. 128. 687-694 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakabayashi, T., et al.: "Structure and Function of Actin Filaments revealed by Site-Directed Mutagenesis of Actin and Image Analysis of Cryo-electron Micrographs"Proceeding of the 22^<nd> Taniguchi International symposium of Biophysics. 253-263 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 22 Yasunaga, T., Sutoh, K., et al.: "ATP-induced transconformation of myosin revealed by determining three-dimensional positions of fluorophores from fluorescence energy transfer measurements"J. Structural Biology. 132. 6-18 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki, N., Sutoh, K., et al.: "Deletion of the Myopathy Loop of Dictyostelium Myosin II and Its Impact on Motor Functions"J. Biol. Chem.. 274. 37840-37844 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki, Y., Sutoh, K., et al.: "Swing of leve-arm of myosin motor at the isomerization and Pi-release steps"Nature. 396. 380-383 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Samatey, F., Shirakihara, Y., et al.: "Crystallization of the F41 fragment of Flagellin and data collection from extremely thin crystals"Journal of Structural Biology. 132. 106-111 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruta, S., Wakabayashi, K., et al.: "Solution structure of myosin-ADP-MgFn ternary complex by fluorescent probes and small-angle X-ray scattering"J. Biochem.. 128. 687-694 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakabayashi, T., et al.: "Structure and Function of Actin Filaments revealed by Site-Directed Mutagenesis of Actin and Image Analysis of Cryo-electron Micrographs"Proceeding of the ^<nd> Taniguchi International symposium of Biophysics. 253-263 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sutoh,K., et al.: "ATP-induced trnasconformation of myosin revealed by determining three-dimensional positions of fluorophores from fluorescence energy transfer measurements."J.Structural Biology. 132. 6-18 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sutoh,K., et al.: "Insertion or deletion of a single residue in the strut sequence of Dictyostelium Myosin II abolishes strong-binding to actin."J.Biol.Chem.. 275. 38705-38709 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sutoh,K., et al.: "Novel Dictyostelium unconventional myosin, MyoM, has a putative RhoGEF domain."FEBS Letters. 474. 16-22 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wakabayashi,K., et al.: "Neutron fiber diffraction of frog muscle with the contrast variation."J.Phys.Soc.Japan.Suppl.. 70. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wakabayashi,K., et al.: "Intensity changes of the first layer-line complex in the X-ray pattern of a frog skeletal muscle during isometric contraction : The intensity of the actin-based layer line decreases."J.Muscle Res.Cell Motil.. 21. 197 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shirakihara,Y., et al.: "Crystallization of the F41 fragment of Flagellin and data collection from extremely thin crystals."Journal of Structural Biology. 132. 106-111 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki, N., Asukagawa, H., Sutoh, K., et al.: "Deletion of the Myopathy Loop of Dictyostelium Myosin II and Its Impact on Motor Functions"Journal of Biological Chemistry. 274. 37840-37844 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yazu, M., Adachi, H. and Sutoh, K.: "Novel uncenvetional myosin MyoK is a class I myosin with the longest loop-1 insert and the shortest tail"Biochemical and Biophysical Research Communicaions. 255. 711-716 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, Y., Yasunaga, T., Sutoh, K., et al.: "Swing of lever-arm of myosin motor at the isomerization and Pi-release steps"Nature. 396. 380-383 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Maruta, Y. Uehara, K. Wakabayashi, et al.: "Formation of the Myosin・ADP・Gallium Fluoride complex and Its Solution structure by Small-Angle Synchrotoron X-Ray Scattering"The Journal of Biochemistry. 125. 177-185 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Takezawa, D-S. Kim, K. Wakabayashi, et al.: "Backward movements of Cross-Bridges by Application of Stretch and by Binding of MgADP to Skeletal Muscle Fibers in the Rigor State as Studied by X-Ray Diffraction"Biophysical Jounal. 76. 1770-1783 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Wakabayashi and N. Yagi: "Muscle Contraction : Challenges for Synchrotron Radiation"Journal of Synchrotron Radiation. 6. 875-890 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,Y.,Yasunaga,T.,Sutoh,K.et al: "Swing of lever-arm of myosin motor at the isomerization and Pi-release steps." Nature. 396. 380-383 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki,N.and Sutoh,K.: "Structure-Mutation Analysis of the ATPase Site of Dictyostelium discoideum Myosin II." Advances in Biophsics. 35. 1-24 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nagasaki,A.,Adachi,H.,and Sutoh K.: "Mutational analysis of the switch II loop of Dictyostelium myosin II." Journal of Biological Chemistry. 273. 20334-20340 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki,N.,Shimada,T.,and Sutoh,K.: "A novel Dictyostelium discoideum gene required for cAMP-dependent cell aggregation." Biochmical and Biophysical Research Communications. 244. 505-513 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shirakihara,Y.,Kambara,M.,et al: "X-ray crystal analysis of nucleotide bound form of a3b3-complex of F1-ATPase." Photon Factory Activity Report. 15,26. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kim,D.S.,Takezawa,Y.,Wakabayashi,K.,et al: "X-ray diffraction studies on the structural changes of rigor muscles induced by binding of phosphate analogs in the presence of MgADP" Biophysical Chemistry. 74. 71-82 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Adachi,H., Sutoh,K., et al.: "Dictyostelium IQ-GAP-related protein specifically involved in the completion of cytokinesis." J.Cell Biol.137. 891-898 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Bobkov,A.A., Sutoh,K., et al.: "Nucleotide and actin binding properties of the isolated motor domain from Dictyostelium discoideum myosin." J.Muscel Res.Cell Motil.18. 563-571 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada,T., Sutoh,K., et al.: "Alanine scanning mutagenesis of swith I region of the ATPase site of Dictyostelium discoideum myosin II." Biochemistry. 36. 14037-14043 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,H., Sutoh,K., et al.: "Characterization of mutant myosine equivalent to human familial hypertophic cardiomyopathy mutants." J.Clinc.Invest.99. 1010-1015 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,Y., Sutoh,K., et al.: "Modulation of actin filament sliding by mutations of the SH2 cysteine in Dictyostelium myosin II." Biochem.Biophys.Res.Commun.234. 701-706 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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