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2009 年度 実績報告書

生体モーター運動活性の局所的熱変調

公募研究

研究領域膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス
研究課題/領域番号 21023003
研究機関東北大学

研究代表者

井上 裕一  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50323499)

キーワード生物物理 / 分子モーター / ナノバイオ
研究概要

レーザー光による光刺激を用いてべん毛モーターの回転速度を可逆的にかつ局所的に操作することで、生体内分子機能をリアルタイムで制御する新しいツールを開発することを目指し、平成21年度は以下を行った。
1.べん毛回転運動の温度依存性:溶液全体の温度を変化させたときの、べん毛モーターの回転速度を基礎データとして調べた。温度制御用の自作チャンバーを用いることにより、時定数1分程度の温度変化に対するナトリウム駆動型キメラモーターの運動応答を計測した。モーターの回転速度は、温度を40℃程度まで上げると直線的に増加し、低温での報告と同様の傾向を示した。しかし、40℃を越えると急激に減少し、室温に戻すとほぼ元のレベルまで回復した。このときのトルクを計算すると、高負荷時のトルクはステップ状に変化しており、40℃以上の高温によってトルク発生単位である固定子の解離が誘導されることが示唆された。高温時の挙動は運動メカニズムを探る上で非常に重要であるが、本研究を行う上では、当面40℃未満の運動を指標とした方がよいと思われる。
2.光刺激用レーザーの導入と回転速度の変調:バックフォーカル照明による回転計測システムに、光刺激用のレーザーを導入した(半導体YAGレーザー(max~2W)をクリティカル照明)。光刺激時間を制御するため、高速シャッタ0を組み込み、パソコンで照射時間(最短5ms)を制御しながら、照射時刻を運動計測と共に記録するシステムを構築した。この計測システムを用いて、1umポリエチレンビーズをプローブとした回転計測を行ったところ、回転速度を、可逆的に5%程度変化させることに成功した。照射条件とプローブの最適化が今後の課題である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Thermosensing Function of the Escherichia coli Redox Sensor Aer2010

    • 著者名/発表者名
      So-ichiro Nishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 192

      ページ: 1740-1743

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exchange of rotor components in functioning bacterial flagellar motor2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Fukuoka
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications 394

      ページ: 130-135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion Effects of a Guanidinium Ion Appended Dendritic "Molecular Glue" on the ATP-Driven Sliding Motion of Actomyosin2010

    • 著者名/発表者名
      Kou Okuro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 49

      ページ: 3030-3033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナトリウム駆動型キメラベん毛モーターのトルク・スピード関係2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 雑誌名

      生物物理 49

      ページ: 292-293

    • 査読あり
  • [学会発表] Torque steps in the temperature response of the chimeric bacterial flagellar motor2010

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices "彫:Chou"
    • 発表場所
      北海道苫小牧市
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] キメラベん毛モーターの温度応答トルクステップ解析2010

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      2009年度べん毛研究交流会
    • 発表場所
      愛知県蒲郡市
    • 年月日
      2010-03-15
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by transient heating2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      第47回生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      2009-10-31
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Torque response of bacterial flagellar motor induced by reversible temperature change2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      International Symposium of post-silicon materials and devices research alliance project
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 年月日
      2009-09-05
  • [学会発表] 生体モーター運動活性の局所的熱変調2009

    • 著者名/発表者名
      井上裕一
    • 学会等名
      特定領域研究膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス第4回班会議
    • 発表場所
      沖縄県名護市
    • 年月日
      2009-06-18
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/ishijima/paper.html

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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