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 actinmyosin sample for ATP regeneration. (because ATP regenerates at low temperature) 2. ATP regeneration system used PC , CPK 3. 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 Function of Ca 2 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. 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。 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（6.626×10 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。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 Ca 2 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