活性化状態における蛋白質の有効温度

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12304022
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 柳田 敏雄 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30089883)
• 研究分担者: 岩根 敦子 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (30252638) ; 関本 謙 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (00179342)
• キーワード: 化学-力学共役 / サーマルラチェット / ブラウン運動 / 有効エネルギー / 分子モータ / 蛋白質 / 光ピンセット

研究概要

蛋白質は、一般にATPがADPとリン酸に加水分解するとき生じる化学エネルギーを使って、生命活動に必須な仕事をしている。しかし、蛋白質が、この化学エネルギーをどのように使って仕事をするのかという基本的な問題がまだ解けていない。本研究では、アクチン・ミオシン分子モータを例とし、APTの化学エネルギーで励起されることによって蛋白質の有効温度が本当に上がるのかを直接測定し、そして、実験結果をベースにモデルを構築することを目的とする。
本年度は、ミオシンと相互作用中のアクチンフィラメントの有効温度を直接測定するための実験系を開発した。直径0.2μmの蛍光ビーズを結合させた直径2μmのラテックスビーズ2つを、光ピンセット法で溶液中に捕捉し、この間に1本の蛍光標識されたアクチンフィラメントを張る。ビデオレートで測定した蛍光ビーズの位置変化からビーズの回転角度を求める。アクチン両端のビーズの回転角の差から回転ブラウン運動を測定し、角度変化の2乗平均とブラウン運動の緩和時間から有効温度を定量する。ミオシン非存在下で得られた値は過去の報告とほぼ一致しており、新しい測定系でもアクチンフィラメントの回転運動を正しく評価できることを確認した。現在、ミオシン存在下での測定を行っている。

研究成果

• [文献書誌] T.Yanagida,K.Kitamura,H.Tanaka,A.H.Iwane & S.Esaki: "Single molecule analysis of the actomyosin motor"Current Opinion in Cell Biology. 12. 20-25 (2000)
• [文献書誌] T.Wazawa,Y.Funatsu & T.Yanagida: "Spectral fluctuation of a single fluorophore conjugated to a protein molecule"Biophys.J.. 78. 1561-1569 (2000)
• [文献書誌] Y.Sako,S.Minoguchi & T.Yanagida: "Single-molecule imaging of EGFR signalling on the surface of living cells"Nature Cell Biology. 2. 168-172 (2000)
• [文献書誌] Y.Ishii,Y.Kimura,K.Kitamura,H.Tanaka,T.Wazawa & T.Yanagida: "Imaging and Nano-manipulation of Single Actomyosin Motors at Work"Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 27. 229-237 (2000)
• [文献書誌] T.Yanagida & A.H.Iwane: "A large step for myosin"PNAS.. 97. 9357-9359 (2000)
• [文献書誌] Y.Sako,K.Hibino,T.Miyauchi,Y.Miyamoto,M.Ueda & T.Yanagida: "Single-Molecule Imaging of Signaling Molecules in Living Cells"Single Molecules. 1. 159-163 (2000)