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ミオシンVIの一方向運動のためのブラウン運動整流機構

論文誌情報 Nat Chem Biol 5, 403-405 (2009)
著者 M. Iwaki, A.H. Iwane, T. Shimokawa, R. Cooke, T. Yanagida
論文タイトル Brownian search-and-catch mechanism for myosin-VI steps(ミオシンVIの一方向運動のためのブラウン運動整流機構)
PubMed 19430485
研究室HP

  図1 アクチンへの結合位置を探索しているモーター部位に対して、レー...

要旨

エンドサイトーシスなどの小胞輸送を担う分子モーターであるミオシンVIは、細胞骨格のアクチンフィラメント上で一方向の歩行運動を行う。歩行運動において、ミオシンVIの2つのモーター部位はアクチンフィラメント上で交互にブラウン運動を行い、前後の結合位置を探索しているが、どのようにして結合位置を決定しているかわかっていなかった。本研究では、レーザートラップを用いた1分子操作技術によって結合位置を探索中のモーター部位に操作を加え、結合位置の決定機構を調べた。ミオシンVIの2つのモーター部位はネック部位を介して連結されており、交互にモーターを前方に押し出しながら歩くと、分子内で歪みが加えられる。ブラウン運動によって結合位置を探索しているモーター部位は、前方の結合位置で加えられる分子内歪みを感じるとATPの加水分解サイクルを進めてアクチンと強く結合していることがわかった。この成果は、我々が、ナノスケールで機能する分子モーターのブラウン運動整流機構を明らかにしたことを意味する。

 

図1 アクチンへの結合位置を探索しているモーター部位に対して、レーザートラップを用いて操作を行う実験系と得られたデータ。結合位置を探索しているモーター に前もしくは後方向の張力を加えると張力方向と強さに依存したアクチンへの結合が観察された。


Fig_1ya05l.jpg

図2 モーター部位に加えられた歪みとアクチンへの強い結合の相関、および構造的知見に基づいた熱揺らぎ整流機構のモデル。モーター部位に対して、歩行運動の方 向と逆方向に張力を加えるとアクチンに強く結合する。


Fig_2ya05.jpg