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アクチンフィラメントの協同的構造変化とハイパーモバイル水の機能解明

公募研究

研究領域水を主役としたATPエネルギー変換
研究課題/領域番号 21118524
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

上田 太郎  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 部門付き (90356551)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2009年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードアクチンフィラメント / ミオシン / 協同的構造変化 / 運動 / アクチン / 分子モーター / ハイパーモバイル水 / ピレン
研究概要

1.アクチンフィラメントの協同的構造変化の方向性の解明
アクトS1キメラタンパク質と通常のピレン標識アクチンを共重合させ、ATP添加によりキメラタンパク質内部のS1部分とアクチン部分を解離させたときに、隣接するピレンアクチンの応答を観測することで、アクチン-S1解離に伴う協同的構造変化の検出を試みている。平成21年度は、アクチンフィラメントのP端またはB端にのみ結合すると期待される変異を導入したキメラタンパク質とピレンアクチンを共重合させ、両者の位置関係を規定できたという仮定の下に、構造変化はB端方向に一方向的に伝播すると結論した。しかし今年度電子顕微鏡観察を行ったところ、それぞれの変異キメラタンパク質がフィラメントのいずれかの端だけではなく内部にも取り込まれてしまうことが判明し、上記結論の前提が成立しないことが判明した。そこで全く新しいアプローチとして、B端キャッピングタンパク質、キメラタンパク質、およびピレン標識アクチンをファロイジン存在下で順次重合させることでキメラタンパク質とピレンアクチンの位置関係を規定することに成功し、この実験系において、構造変化がP端方向に一方向的に伝播することを見出した。
2.アクチンの疎水的ミオシン結合部位はミオシンの運動に必要か?
われわれは以前、アクトS1キメラタンパク質のホモポリマーフィラメントが骨格筋ミオシン断片と相互作用して運動することができることを報告した。この結果は、疎水性ミオシン結合部位に依存しない未知の運動機構の存在を示唆し、その意味するところは極めて重大である。しかし、キメラタンパク質の精製度を高めて再実験したところ運動能は消失し、微量のアクチンを混在させると運動能が回復したことから、以前の実験で運動能が見られたのは、精製度が低く微量のアクチンが混在していたために生じたアーティファクトであろうと結論した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Structural Basis for actin assembly, activation of ATP hydrolysis, and delayed phosphate release.2010

    • 著者名/発表者名
      Murakami, K., Yasunaga, T., Noguchi, T.Q.P., Gomibuchi, Y., Kien, N.X., Uyeda, T.Q.P., Wakabayashi, T.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 143 ページ: 275-287

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ミオシン結合によるアクチンフィラメントの一方向的な協同的構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      Ngo Xuan Kien, 岩井草介、鈴木誠、上田太郎
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-01-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Uni-directional Conformational Change of Actin Filaments Induced by Myosin Binding2010

    • 著者名/発表者名
      Ngo Xuan Kien, 岩井草介、鈴木誠、上田太郎
    • 学会等名
      International Symposium "Actin, the cytoskeleton, and the nucleus"
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Motile activity of actin filaments containing acto-Sldc chimera protein with ATP hydrolysis2010

    • 著者名/発表者名
      植松裕太、上田太郎、羽鳥晋由
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] UNI-DIRECTIONAL CONFORMATIONAL CHANGE OF ACTIN FILAMENTS INDUCED BY MYOSIN BINDING2010

    • 著者名/発表者名
      岩井草介、Ngo Kien, 鈴木誠、上田太郎
    • 学会等名
      国際シンポジウム「水を主役としたATPエネルギー変換」
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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