講演者：  石渡　信一 氏（早稲田大学 理工学部）
日時： 　１１月２５日（木）　午後４時３０分から
場所： 青山学院大学　理工学部（相模原キャンパス）Ｌ棟６階　Ｌ６０３室

題目：「分子モーターの生物物理 - １分子からシステムへ -」

要旨：
生体分子の機能を１分子レベルで研究する“１分子生理学”が発展している。
生体分子モーターや細胞骨格ダイナミクスの１分子顕微解析は、その典型例で
ある。このコロキウムでは、運動性タンパク質（ミオシン・アクチン系とキネ
シン・微小管系）の分子機能について、最近の我々の研究成果を中心にお話す
る（講義内容と重なるものもあります）。アクチンの重合・脱重合ダイナミク
スの１分子顕微鏡解析（1,2）、多分子で機能する筋タンパク質分子モーター・
ミオシンIIの運動性と結合力計測（トルク発生、破断力計測など：3-6）、１
分子で機能する分子モーター・キネシン、ミオシンVの１分子酵素力学解析
（回転運動、ステップ状運動とメカノケミカルカップリング、単頭結合・双頭
結合変換、外力による酵素機能の変調：7-12）、１分子から分子集合体・シス
テムへの構造と機能の集積の例として、筋収縮系の自励振動現象（SPOC：13）
について概説する。ここで強調したいのは、生体分子モーターの自律的な運動
機能発現には、力のやり取りを通じての分子内・分子間機能協調性（分子シン
クロナイゼーション）が本質的な役割を演じているという点である。

参考文献：
(1)Fujiwara, I., Takahashi, S., Tadakuma, H., Funatsu, T. and
Ishiwata, S. (2002). Nature Cell Biol. 4, 666-73. “Direct observation
of polymerization- depolymerization dynamics of single actin
filaments.” 
(2) Fujiwara, I., Suetsugu, S., Uemura, S., Takenawa, T. and Ishiwata,
S. (2002). Biochem. Biophys. Res. Comm. 293, 1550-5. 
(3) Nishizaka, T. et al. (1993) Nature 361, 269-71.“Right-handed
rotation of an actin filament in an in vitro motile system.” 
(4) Sase, I. et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94, 5646-50.
“Axial rotation of sliding actin filaments revealed by
single-fluorophore imaging.”
(5) Kato, H. et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9602-6.
“Imaging of thermal activation of actomyosin motors.” 
(6) Nishizaka, T. et al. (1995) Nature, 377, 251-4. “Unbinding force
of a single motor molecule of muscle measured using optical tweezers.”
& ibid. (2000) Biophys. J. 79, 962-74.  
(7) Ali, Y. M. et al. (2002) Nature Struc. Biol. 9, 464-7. “Myosin V
is a left-handed spiral motor on the right-handed actin helix.” 
(8) Kawaguchi, K. and Ishiwata, S. (2001). Science 291, 667-9.
“Nucleotide-dependent single- to double-headed binding of kinesin.”
(9) Uemura, S. et al. (2002). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99,
5977-81. “Kinesin-microtubule binding is dependent on both nucleotide
state and loading direction.” 
(10) Kawaguchi, K., Uemura, S. and Ishiwata,
S. (2003). Biophys. J. 84, 1103-13. “Equilibrium and transition
between single- and double-headed binding of kinesin as revealed by
single-molecule mechanics.” 
(11) Uemura, S. and Ishiwata, S. (2003). Nature Struct. Biol. 10,
308-11. “Loading direction regulates the affinity of ADP for kinesin.” 
(12) Uemura, S., Higuchi, H., Olivares, A.O., De La Cruz, E.M. and
Ishiwata, S. (2004).“Mechanochemical coupling of two substeps in a
single myosin V motor.”Nature Struct. & Mol. Biol. 11, 877-83. 
(13) Ishiwata, S. and Yasuda, K. (1993). Phase Transitions 45,
105-36. “Mechano-chemical coupling in spontaneous oscillatory
contraction of muscle.” & Yasuda, K. et al. (1996) Biophys. J. 70,
1823-9. 
(14) Homepage of Ishiwata lab.:
http://www.phys.waseda.ac.jp/bio/ishiwata/index.html

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共催：　青山学院大学　理工学会