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最速モーター蛋白質ミオシンXIの分子エンジンとカルシウムによる制御ブレーキの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15770118
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 細胞生物学
研究機関群馬大学

研究代表者

中村 彰男  群馬大学, 大学院・医学研究科, 助手 (30282388)

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
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードミオシン / モーター蛋白質 / カルシウム / キナーゼ / 植物 / バキュロウイルス / 昆虫細胞 / 細胞運動 / 遺伝子工学
研究概要

水生植物の車軸藻(Chara corallina)の節間細胞では60μm/secという非常に速い原形質流動が報告されている。骨格筋の最大収縮時において、アクチン繊維とミオシン繊維の滑り速度が6μm/secであることから考えると、車軸藻ミオシンの原形質流動は筋収縮速度のほぼ10倍の運動活性を持つことになる。この速度は現在知られているモーター蛋白質の中で最速と考えられている。更にこの車軸藻ミオシンにはもう一つのユニークな性質がある。それはカルシウムにより、その運動活性が失われるという報告である。つまり、カルシウムはこの最速ミオシンのブレーキとして働いている可能性が高い。では如何にして非常に速い速度を発生しているのか?という疑問に対する解答は得られていない。その問いに答えるためには、幾つかのドメインに変異を導入したリコンビナント蛋白質を作成し、その酵素活性と運動活性を比較検討することが重要であると考えられる。同様の試みは他の幾つかの研究機関でも行われているが、残念なことに、未だリコンビナント蛋白質を得ることに成功していない。私は幾つかのミオシンにおいて、リコンビナント蛋白質の作成に成功した実績のあるバキュロウイルスを用いた昆虫細胞の発現系を用いて、最新の遺伝子組み換え技術によりリコンビナント車軸藻ミオシンXIの発現を試みた。その結果、車軸藻ミオシンXIの全長、HMMと呼ばれる2つの頭部を持つ変異体およびモータードメインのみのそれぞれのリコンビナント蛋白質の作成に成功した。さらに、ミオシンIIの頭部や尾部と入れ替えたキメラ体の作成にも成功した。しかし、カルシウム依存的にミオシンXIをリン酸化するキナーゼをクローニングすることは出来なかった。このことは既に報告されているカルシウム依存性プロテインキナーゼと車軸藻のものとの間でのホモロジーが低い可能性を示唆している。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] A calmodulin-dependent protein kinase from lower eukaryote Physarum polycephalum.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakmaura, A.et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 328

      ページ: 838-844

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein phosphatase 2B dephosphorylates twitchin, initiating the catch state of invertebrate smooth muscle.2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada, A.et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 40762-40768

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit mediates migration of vascular smooth muscle cells toward nicotine.2004

    • 著者名/発表者名
      Li, S.et al.
    • 雑誌名

      J.Pharmacol.Sci. 94

      ページ: 334-338

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analyses of Expression and Localization of Two Mammalian-Type Transglutaminases in Physarum polycephalum, an Acellular Slime Mold.2004

    • 著者名/発表者名
      Wada, F.et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 136

      ページ: 665-672

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Class-Specific Binding of Two Aminoacyl-tRNA Synthetases to Annexin, a Ca^<2+>-and phospholipids-binding protein.2004

    • 著者名/発表者名
      Shirakawa, T.et al.
    • 雑誌名

      Cell.Struct.Funct. 29

      ページ: 159-164

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 東北アクチンを用いたマイクロアクチュエータ2005

    • 発明者名
      日野 瑞城他
    • 権利者名
      日野 瑞城他
    • 産業財産権番号
      2005-038287
    • 出願年月日
      2005-02-15
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kato S, Aihara E, Nakamura A, Xin H, Matsui H, Kohama K, Takeuchi K.: "Expression of vanilloid receptors in rat gastric epithelial cells : role in cellular protection."Biochem.Pharmacol.. 66. 1115-1121 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Farkas L, Malnasi-Csizmadia A, Nakamura A, Kohama K, Nyitray L.: "Localization and characterization of the inhibitory Ca2+-binding site of Physarum polycephalum myosin II."J.Blol.Chem.. 278. 27399-27405 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Gao Y, Kawano K, Yoshiyama S, Kawamichi H, Wang X, Nakamura A, Kohama K.: "Myosin light chain kinase stimulates smooth muscle myosin ATPase activity by binding to the myosin heads without phosphorylating the myosin light chain."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 305. 16-21 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwasaki W, Sasaki H, Nakamura A, Kohama K, Tanokura M.: "Metal-free and Ca2+-bound structures of a multidomain EF-hand protein, CBP40, from the lower eukaryote Physarum polycephalum."Structure (Camb).. 11. 75-85 (2003)

    • 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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