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筋肉にはミオシンという分子モーターがあり、ATP加水分解で得たエネルギーをアクチン繊維の滑り運動に変えている。初年度には、ミオシン頭部のATP結合領域にあるGly468とGlu470をAlaに人工変異したミオシンを作成して、これらのミオシンはアクチンによる活性化を受けないだけでなく、ミオシン自身のATPase活性も消失していることを明らかにした。この結果は、これらの残基がATP加水分解過程にはなくてはならないことを示唆する。しかしながら、これだけの研究では、これらの残基が、なぜ、加水分解に必要であるかを充分に説明できない。そこで、本年度は、Glu470とArg247の間に塩架橋が出来るという作業仮説を立てて、これを確かめる実験を計画した。
Glu470をArgに置き換えたミオシンは、Alaに置き換えた時と同様に、加水分解を起こさなかった。Arg247をAlaやGluに置き換えた時にも、ミオシン自身のATPase活性は消失した。ところが、Glu470をArgに置き換え、かつ、Arg247をGluに置き換えたミオシンは、野生型と同様に、ATPase活性を示した。この二重変異ミオシンは方向は逆であるがArgとGluを保持しており、塩架橋が出来ると予想出来る。他の変異ミオシンはGluあるいはArgが欠落しているので塩架橋は出来ないと予想できるので、我々は、Glu470が加水分解に不可欠であるのは、この残基がArg247と塩架橋を作るためであると結論した。
エネルギー変換機構を研究する上でATPase活性測定と共にアクチン滑り運動を直接測定することは非常に大切である。そこで、今後は、二重変異ミオシンがエネルギー変換を起こす完全な能力を持つかどうかを、蛍光顕微鏡を用いたアクチン繊維滑り運動を観察して検討する必要があると考える。
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