Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels

Presentation on theme: "Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels"— Presentation transcript:

1 Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels
Yamamoto Syou

2 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

3 Way of Controlling the Power Generation in Actin-Myosin gels
Lower the temperature (about 10 ℃) of the actin-　　myosin sample for ATP regeneration. (because ATP regenerates at low temperature) ATP regeneration system used PC , CPK Ca2+ exchange used dialysis membrane. Photolysis of caged Ca2+.

4 Force generation of one myosin in actin networks

5 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。

6 Force generation of many myosin in actin networks

7 ATP Regeneration System used PC, CPK
■Force　generation ATP ⇒ ADP + Pi ■ATP regeneration Creatine + ATP ⇔ Phosphocreatine + ADP 　　　　　　　　　　　　↑ Creatine Phosphokinase Creatine ATP

8 Function of in Muscular Tissue
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.

9 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。

10 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。 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× erg・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。

11 光分解性保護基 DM-Nitrophen Nitrophenyl EGTA 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

12 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

13 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

14 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。

15 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