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平成8年度の研究で、細胞内カルシウムイオン濃度([Ca^<2+>])が制御する骨格筋アクトミオシンATP分解反応ステップは、ミオシンがATPを加水分解した後アクチンに結合し、力を出さない複合体(A・M・ADP・Pi)を形成するステップの順反応であることが明らかになった。平成9年度は、[Ca^<2+>]によるA・M・ADP・Pi形成順反応の制御の仕方につき、より詳細に調べた。特に未解決の問題は、(1)A・M・ADP・Pi形成の速度を決定するのに[Ca^<2+>]以外の因子もあるのか、(2)筋線維の短縮速度が[Ca^<2+>]に依存する事実と、本研究の結論が矛盾しないかの2点である。とくに後者の問題は、一般に短縮速度はA・M・ADP・Pi形成よりも後のステップにより支配されると考えられているので、十分に検討する必要がある。
そこで、種々の[Ca^<2+>]でウサギグリセリン処理骨格筋線維の短縮速度を繰り返し短縮プロトコルを用いて測定した。これは筋線維を軽い一定負荷のもとで短縮させ、一定時間後にもとの長さまで強制的に引っ張り戻すという操作を繰り返す方法である。その結果判明したことは、(1)飽和[Ca^<2+>]では筋線維は常に高速で短縮するが、不飽和[Ca^<2+>]では繰り返し短縮中に短縮速度が大幅に減少する。(2)不飽和[Ca^<2+>]での短縮速度は短縮直前の張力レベル、すなわち結合したミオシン頭部の数に依存する、ということである。これらは、A・M・ADP・Pi形成順反応が[Ca^<2+>]のみでなく、ミオシン頭部の数によっても制御されることを示し、アクトミオシンATP分解反応の後期のステップが変化しなくてもA・M・ADP・Pi形成順反応の2重制御を考えれば短縮速度の[Ca^<2+>]依存性も説明できる。
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