| 研究課題/領域番号 |
10308030
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理学
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
石渡 信一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (10130866)
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| 研究分担者 |
藤田 英明 日本学術振興会, 特別研究員(PD) (50318804)
船津 高志 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00190124)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| キーワード | 超分子システム / 1分子機能・分子間協調 / 顕微画像化・顕微解析 / アクチン・ミオシン間結合力 / キネシン・微小管結合力 / SPOC / ミオシンV / 分子モーター |
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| 研究概要 |
キネシン分子モーターの"歩く"仕組み:キネシンと微小管との1分子結合力を、1)AIP非存在下、2)AMP-PNP(AIPのアナログ)とADPの共存下、3)ADP存在下、そして4)AMP-PNP存在下という、hand-over-handモデルにおける鍵となる4つのヌクレオチド状態で顕微計測した。その結果、1)と2)での平均破断力が7pN、3)で3pN、4)でのそれが15pNと見積もられた。これらのことから、2)と3)では単頭結合、4)では双頭結合であると結論でき、hand-over-handモデルが支持された。ミオシンVの運動性:ミオシンVが13個先のアクチン分子を選びながらアクチンフィラメントの周りを左巻きに回転しつつ歩くことを示す顕微鏡観察の結果を得た。筋収縮系の自励振動(SPOC)は外部力学刺激に同調する:骨格筋筋原線維の両端をガラス微小針に固定したのち、SPOC条件(ATP、ADP、無機リン酸(Pi)共存、Caイオン非共存)で、半筋節あたり10nm(分子モーターのサイズ)程度のステップで長さを変動したところ、シンクロして全ての筋節が一斉に伸びること、従って外部力学刺激に対して長さ振動がシンクロすることが分かった。しかも、自発的には振動していないADP収縮条件で硬い針を振動させたところ、これにシンクロして筋原線維が振動することも見出された。これらの結果は、分子モーターという力学酵素における力と酵素活性とのカップリングの本質を捉えたものと考えられる(論文準備中)。心筋収縮系におけるSPOC現象:SPOC周期が動物種(ウシ、ブタ、イヌ、ウサギ、ラット)によらず心拍周期に比例していた。このことは、心筋収縮系自体が振動系であり、心拍リズムを担う土台として適応していることを示している。心筋再構成系:細いフィラメント再構成心筋収縮系を用いてCBの動力学を検討した。
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