分子動態解析技術開発チーム

神経細胞の軸索輸送は、キネシン、ダイニンなどのモーター蛋白によって、蛋白質や神経伝達物質を含んだ小胞が微小管の上を運ばれることによって起こります。この運動はＡＴＰの加水分解エネルギーを利用していることが明らかにされていますが、モーター蛋白がどのようにして ＡＴＰ加水分解の化学エネルギーを力学エネルギーに変換しているのか、そのメカニズムは未だ解明されていません。我々の最近の研究からは、これまで単なるレールと思われていた微小管が、キネシンの運動に伴い、ダイナミックにその状態を変化させていることが明らかになりつつあります。当研究室は、モーター蛋白の運動に伴って起こる微小管の状態変化を分子レベルで明らかにし、微小管のダイナミックな性質が化学-力学エネルギー変換に果たす役割を明らかにすることを研究目的としています。

研究テーマ

• チューブリン構造の分子生物学的解析
• 微小管の電気的特性の測定
• 1分子イメージングによる分子ゆらぎの解析

主要論文

1. Uchimura, S., Oguchi, Y., Hachikubo, Y., Ishiwata, S., and Muto, E.:
   "Key residues on microtubule responsible for activation of kinesin ATPase."
   EMBO. J., 29, 1167-1175, (2010).
2. Minoura, I., Katayama, E., Sekimoto, K., and Muto, E.:
   "One-dimensional Brownian motion of charged nanoparticles along microtubules: A model system for weak binding interactions."
   Biophys J., 98, 1589-1597, (2010).
3. Uchimura, S., Oguchi, Y., Katsuki, M., Usui, T., Osada, H., Nikawa, J-I., Ishiwata, S., and Muto, E.:
   "Identification of a strong binding site for kinesin on the microtubule using mutant analysis of tubulin."
   EMBO. J., 25, 5932-5941 (2006).
4. Minoura, I., and Muto, E.:
   "Dielectric measurement of individual microtubules using the electroorientation method."
   Biophys J., 90, 3739-3748 (2006).
5. Muto, E., Sakai, H., and Kaseda, K.:
   "Long range cooperative binding of kinesin to a microtubule in the presence of ATP"
   J. Cell Biol., 168, 691-696 (2005).