Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels
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Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels
Yamamoto Syou
Motivation In our previous study in actin-myosin gels:We make myosin and ATP concentration the same for all experimental samples. ↓Recently, we perform experiment by changing the ATP concentrations while maintaining the myosin concentration constant
Way of Controlling the Power Generation in Actin-Myosin gels
1. Lower the temperature (about 10 ℃) of the actin- myosin sample for ATP regeneration. (because ATP regenerates at low temperature)
2. ATP regeneration system used PC , CPK3. Ca2+ exchange used dialysis membrane.4. Photolysis of caged Ca2+.
Force generation of one myosin in actin networks
新しいパワーポイント。多くのミオシンとアクチンネットワークがどのように力生成するのか考える。
Force generation of many myosin in actin networks
ATP Regeneration System used PC, CPK
■Force generation
ATP ⇒ ADP + Pi
■ATP regeneration
Creatine + ATP ⇔ Phosphocreatine + ADP ↑Creatine Phosphokinase
Creatine ATP
2Ca
In the cell , force generation on actin-myosin is controlled by calcium ion concentrations. After released by endoplasmic reticulum , calcium is combined with troponin , and tropomyosin is caused a structural change , and finally actin is made activated.
Function of in Muscular Tissue
Caged Compounds
Caged compounds are light-sensitive probes that functionally encapsulate biomolecules in an inactive form. Irradiation liberates the trapped molecule, permitting targeted perturbation of a biological process. シグナル分子が機能発現する時期と場所を,光を照射する時期と場所で制御することが可能になり,照射光量 で発現する量を調節することも原理的には可能となるため,シグナル伝達に関与する分子の時空間動態を,リアルタイムで制御する強力な方法となる。
電磁波の持つエネルギー E は、次の式で表される。 E = 1 / 4.2 ・ N ・ h ・ c /λ ( kcal/mol )
ここで、 h はプランク定数( 6.626×10 - 27erg ・ sec )、 c は光速( 2.998×1010cm/sec )、 λ は波長( cm )、 N はアボガドロ定数( 6.02×1023/mol )を表す。 ここで 172nm の光は 166kcal/mol 、 185nm の光は 155kcal/mol 、 254nm の光は 113kcal/mol のエネルギーを持つ。
Photolysis (Photodissociation)光分解は、照射された有機物が光を吸収することによりおこる分解をいう。
光分解性保護基
光分解性保護基として一般的なものは、 2- ニトロベンチル基である。
イノシトール三リン酸 DM-Nitrophen Nitrophenyl EGTA
2Ca イオンの制御
生体膜が ATPase で、 Mg++を触媒としエネルギーを得てカルシウムを外に吐き出す。
生体内カルシウムイオン濃度 0.1μmol/l ↓ 筋収縮 1 ~2μmol/l
半透膜を用いたカルシウムイオンの濃度調整
G- アクチンの分子量 約42000
ATP, Calcium Concentration measurements
細胞内カルシウムイオンの測定として有名なのが Quin2カルシウムイオン濃度に応じて蛍光。
ATP 計測としては、ルシフェラーゼなどと反応させることにより発光する。この発光量は ATP 量が多いほど発光量が増す。
ケージド化合物に変換可能な官能基は,カルボン酸,リン酸,スルホン酸,アミド,第一級または第二級アミン,アルコール,フェノール,チオール,ケトン,アルデヒドのいずれか
*)光分解の例