植物アクトミオシンの構造と細胞内における機能発現の機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404005
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 新免 輝男 姫路工業大学, 理学部, 教授 (80114510)
• 研究分担者: 横田 悦雄 姫路工業大学, 理学部, 助手 (80212299) ; 三村 徹郎 姫路工業大学, 理学部, 助教授
• キーワード: 原形質流動 / アクチン / ミオシン / カルシウム / 花粉管 / Mimura, T.他3名

研究概要

本研究の準備段階において、我々はテッポウユリ花粉管から170KDの重鎖を含むミオシンを精製することに成功していた。今年度はそのミオシンのカルシウム感受性について解析した。
以前の研究において我々は花粉管の細胞小器官が車軸藻のアクチンケーブルの上を滑り運動することを発見し、花粉管においてはミオシンが細胞小器官の表面に結合してアクチンと滑り運動することによって原形質流動の力発生を行っていると結論した。この時、車軸藻アクチンケーブル上における花粉管細胞小器官の運動がカルシウムによって阻害されることから、花粉管ミオシンは阻害性のカルシウム感受性を持つことを予測した。その後、我々は120kDの重鎖を含むミオシンを花粉管から精製し、これを用いてカルシウム感受性を調べた。テッポウユリ花粉管のミオシンをカバーガラスの表面に固定し、その上における蛍光標識アクチンフィラメントの運動を観察することによってミオシンの運動活性を測定するいわゆるin vitro motility assayによってミオシンのカルシウム感受性を調べた。この時はカルシウム濃度を1mMにまで上げてもミオシンの運動活性は全く影響を受けなかった。
その後、精製法を改良した結果、170kDの重鎖を含むミオシンであり、120kDの重鎖は精製過程における分解産物であることが明かになった。この170kDの重鎖を含むミオシンを用いてin vitro motility assayによって運動活性のカルシウム感受性を調べたところmuM程度のカルシウムによって阻害されることが分かった。植物からカルシウム感受性のあるミオシンを精製することに成功したのはこれが初めてである。また、部分分解によってミオシンのカルシウム感受性が失われるので、この現象をさらに解析することによって、ミオシンのカルシウム制御機構にアプローチできる可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] "ATP-dependent carbon transport in perfused Chara cells" Plant Cell Environ.16. 653-661 (1993)
• [文献書誌] Beilby, M. J., Mimura, T.,Shimmen, T.: "The proton pump, high pH channels, and excitation: voltage clamp studies of intact and perfused cells of Nitellopsis obtusa" Protoplasma. 175. 144-152 (1993)
• [文献書誌] Yamashita, H. 他6名: "Depressed sliding velocity of isolated cardiac myosin from cardiomyopathic hamsters" Molec, Cell. Biochem.199. 79-88 (1993)
• [文献書誌] Shimmen, T., Yoshida, S.: "Analysis of temperature dependence of cytoplasmic streaming using tonoplast-free cells of Characeae" Protoplasma. 176. 174-177 (1993)
• [文献書誌] Yokota, E., Shimmen, T.: "Isolation and characterization of plant myosin from pollen tubes of lily" Protoplasma. 印刷中.
• [文献書誌] 新免輝男: "細胞の生物学" 岩波書店, 180 (1993)