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Control of Power Generation in Actin-Myosin Gels

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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


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