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心筋におけるミオシン軽鎖リン酸化酵素とミオシン軽鎖リン酸化の機能的意義の検討

研究課題

研究課題/領域番号 15590721
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 循環器内科学
研究機関東京大学

研究代表者

山下 尋史  東京大学, 医学部附属病院, 助手 (50323572)

研究分担者 杉浦 清了  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10272551)
佐田 政隆  東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (80345214)
加藤 昌義  東京大学, 医学部附属病院, 医員
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード心筋ミオシン / ミオシン軽鎖リン酸化 / ミオシン軽鎖リン酸化酵素 / レーザートラップ / in vitro motility assay / アクチン活性化ATPase活性 / テロキン / subfragment-2 / ミオシン軽鎖アイソフォーム / カーボンファイバー / ミオシン連鎖リン酸化 / 細胞内カルシウム濃度 / 単離心筋細胞
研究概要

心筋におけるミオシン軽鎖リン酸化酵素(MLCK)の機能的意義は未だ明らかではない。心筋細胞除膜標本を用いた研究では、軽鎖のリン酸化により収縮力のカルシウム感受性が増強することが証明されている。一方、平滑筋においてMLCKが直接ミオシン分子に結合して、ATP水解活性を増強することが最近報告され注目されている。MLCK分子は、中央部にリン酸化酵素部位、アミノ末端側にアクチン結合部位、カルボキシル末端側にミオシン結合部位を持つ多機能タンパクである。本研究の目的は、心筋においてミオシン分子機能に対するMLCKの軽鎖リン酸化を介さない作用を解析することである。
ウシ胃平滑筋MLCKのcDNAを用いて、リン酸化酵素活性部位を含まずミオシン結合部位のみをふくむカルボキシル末端側断片(MF)を、大腸菌に発現・精製した。ラット心筋より精製したミオシンの分子機能を、アクチン活性化ATPase活性と、in vitro motility assayにおける蛍光アクチンフィラメントの滑り速度で定量化し、MFの効果を検討した。5μmol/LのMF存在下では、アクチン活性化ATPase活性には差がなかったが、滑り速度は22%増加した(46±0.4 v.s. 5.6±0.5,p<0.01)。しかも、ミオシン軽鎖リン酸化のレベルに変化はなかった。この結果は、心筋ミオシンにおいてもMLCKは軽鎖リン酸化を介さないメカニズムで、分子モーター機能を修飾することを示す。
今回発現させたMLCK断片は、平滑筋細胞ではテロキンというタンパクとして発現しており、ミオシン分子の頭部・尾部接合部(subfragment-2)に結合して分子のコンフォメーションを変化させることが示唆されている。心筋においてもMLCKはミオシン分子に直接作用して、収縮機能を調節している可能性が示唆される。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (9件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Single cell mechanics of rat cardiomyocytes under isometric, unloaded, and physiologically loaded conditions.2004

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology - Heart & Circulatory Physiology 287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Single cell mechanics of rat cardiomyocytes under isometric, unloaded, and physiologically loaded conditions.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishimura S., Yasuda S., Katoh M., Yamada KP., Yamashita H., Saeki Y., Sunagawa K., Nagai R., Hisada T., Sugiura S.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology -Heart & Circulatory Physiology. 287(1)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Single cell mechanics of rat cardiomyocytes under isometric, unloaded, and physiologically loaded conditions.2004

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Heart&Circulatory Physiology 287

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Myosin light chain isoforms modify force-generating ability of cardiac myosin by changing the kinetics of actin-myosin interaction.2003

    • 著者名/発表者名
      山下 尋史
    • 雑誌名

      Cardiovascular Research 60

      ページ: 580-588

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of force developed by a single cardiac myocyte using novel carbon fiber2003

    • 著者名/発表者名
      杉浦 清了
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine & Biology 538

      ページ: 381-387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Unloaded shortening increases peak of Ca2+ transients but accelerates their decay in ra single cardiac myocytes.2003

    • 著者名/発表者名
      保田 壮一郎
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology - Heart & Circulatory Physiology 285

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Myosin light chain isoforms modify force-generating ability of cardiac myosin by changing the kinetics of actin-myosin interaction.2003

    • 著者名/発表者名
      Yamashita H., Sugiura S., Fujita H., Yasuda S., Nagai R., Saeki Y., Sunagawa K., Sugi H.
    • 雑誌名

      Cardiovascular Research. 60(3)

      ページ: 580-588

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of force developed by a single cardiac myocyte using novel carbon fibers.2003

    • 著者名/発表者名
      Sugiura S., Yasuda S., Yamashita H., Kato K., Saeki Y., Kaneko H., Suda Y., Nagai R., Sugi H.
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine & Biology. 538

      ページ: 381-387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Unloaded shortening increases peak of Ca2+ transients but accelerates their decay in rat single cardiac myocytes.2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuda S., Sugiura S., Yamashita H., Nishimura S., Saeki Y., Momomura S., Katoh K., Nagai R., Sugi H.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology -Heart & Circulatory Physiology. 285(2)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山下 尋史: "Myosin light chain isoforms modify force-generating ability of cardioac myosin by changing the kinetics of actin-myosin interaction"Cardiovascular Research. 60. 580-588 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 保田 壮一郎: "Unloaded shortening increases peak of Ca^<2+> transients but accelerates their decay in rat single cardiac myocytes"American Journal of Physiology. 285. H470-H475 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 西村 智: "Single cell mechanics of rat cardiomyocytes under isometric, unloaded and physiologically loaded conditions"American Journal of Physiology. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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