単一心室筋細胞に於けるミオシンアイソフォーム機能発現に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570046
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 杉 晴夫 帝京大学, 医学部, 教授 (20082076)
• 研究分担者: 山下 尋史 東京大学, 医学部, 助手 (50323572) ; 小林 孝和 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00112756) ; 杉浦 清了 東京大学, 新領域創生科学研究科, 教授 (10272551) ; 白川 伊吹 帝京大学, 医学部, 助手 (80236190)
• キーワード: 心臓 / 心室筋細胞 / ミオシンアイソフォーム / 筋収縮 / レーザーオプティカルトラップ法 / ATP

研究概要

平成15年度の本研究の成果は以下のように要約される。
ラットの心室筋のミオシン重鎖組成は過負荷条件下でα重鎖からβ重鎖に変化し、この変化は心室筋が単位時間に発生する張力に対するATP分解量の減少、すなわちTension Costの減少をおこすことをわれわれはすでに明らかにした。しかしヒト心室筋は正常時にすでにβ重鎖のみからなり、過負荷条件でもこの組成は変化しない。
われわれはヒト心室筋の重鎖と結合している軽鎖の組成が心室筋の張力を増大させるのではないかと考え、この可能性を実験的に検証した。その結果、複数のミオシン分子を一本のアクチンフィラメントとATP存在下に反応させた際発生する張力の時間平均は、ミオシン軽鎖が心房型アイソフォームから心室型アイソフォームに変化することにより明らかに増大することがわかった。
われわれはさらにレーザーオプティカルトラップにより低濃度ATP存在下にミオシン単分子がアクチンフィラメントと反応する頻度は軽鎖組成により変化しないが、個々の反応の持続時間は明らかに心室型ミオシン軽鎖アイソフォームで増大することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Yamashita, H., Sugiura, S., Fujita, H., Yasuda, S., Nagai, R., Saeki, Y., Sunagawa, K., Sugi, H.: "Myosin light chain isoforms modify force-generating ability of cardiac myosin by changing the kinetics of actin-myosin interaction."Cardiovascular Research. 60・3. 580-588 (2003)
• [文献書誌] Yasuda, S., Sugiura, S., Yamashita, H., Nishimura, S., Saeki, Y., Momomura, S., Katoh, K., Nagai, R., Sugi, H.: "Unloaded shortening increases peak of Ca^<2+> transients but accelerates their decay in rat single cardiac myocytes."American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 285. H470-H475 (2003)
• [文献書誌] Sugi, H., Iwamoto, H., Akimoto, T., Kishi, H: "High mechanical efficiency of the cross-bridge powerstroke in skeletal muscle"The Journal of Experimental Biology. 206. 1201-1206 (2003)
• [文献書誌] Takahashi, I., Shimada, M., Akimoto, T., Kishi, H., Sugi, H.: "Electron microscopic evidence for the thick filament interconnections associated with the catch state in the anterior byssal retractor muscle of Mytilus edulis"Comparative Biochemistry and Physiology. A134. 115-120 (2003)
• [文献書誌] Suzuki, S., Nagayoshi, H., Ishino, K., Hino, N., Sugi, H.: "Ultrastructural organization of the transverse tubules and the sarcoplasmic reticulum in a fish sound-producinf muscle."Journal of Electron Microscopy. 52. 337-347 (2003)
• [文献書誌] Sugi, H., Chaen, S.: "Force-velocity relationships in actin-myosin interactions causing cytoplasmic streaming in algal cells"The Journal of Experimental Biology. 206. 1971-1976 (2003)