スムーズ筋肉収縮で起因するリアルタイムの化学反応を検査するのに使用される蛍光分子

Kristine Kamm UT の南西先生 (残っている)、生理学の助教授、 Yusuke Mizuno 先生、ポストドクターおよびジェームス Stull、スムーズ筋肉セルがどのように引き締まるか調査している生理学の議長先生は、最近の実験からのデータを分析します。

平滑筋は血管の壁と肺、胃およびぼうこうの一連の化学反応の最終結果として契約のような内臓で、見つけました。 新しい調査では、 UT の南西研究者は 1 組のスムーズ筋肉セルの収縮に終る化学反応が最初のパスが限られているとき作動する第 2 化学パスによって増加されることを報告します。

「このプロセスにかかわる根本的な化学シグナルを理解することは」、言いましたジェームス Stull、調査の UT の南西および年長の著者の生理学の議長先生を高血圧のような条件をおよびたくさんの収縮作業がある他の平滑筋の関連状態の処理の含意があるかもしれません。

研究は国家科学院の進行の次の問題で掲示されたオンライン今週であることようで、でした。

一次収縮のメカニズム - カルモジュリンと呼出される補給不足に蛋白質 - の化学薬品の 1 つがあるとき、第 2 一連の化学反応は不足を補うために作動することを先生 Stull および彼の同僚は検出しました。 結果はスムーズ筋肉セルの収縮の強さが強く残ることです。

筋肉収縮のための一次化学パスの第一歩はカルモジュリンと結合するべき筋肉細胞のカルシウムのためです。 それから、ミオシンの軽鎖のキナーゼと呼出される蛋白質がカルシウムによって/カルモジュリンの複合体は 「作動します」 (MLCK)。  作動しなくて、 MLCK はモーター蛋白質のミオシンに隣酸塩を転送できません。 ミオシンは隣酸塩が - リン酸化と呼出されるプロセスで - スムーズ筋肉セルの収縮を始めることを必要とします。

研究者が薬剤の carbachol とマウスからの平滑筋セルを扱った時、高められるセルの内で使用できるカルシウムの量。 セルの MLCK より大いにより多くのカルモジュリンがあるので、彼らはより多くの MLCK のアクティブ化の原因となるとカルシウムの増加が期待し従ってそれは収縮より強いです。

研究者は強い筋肉収縮を見ましたが、十分に筋肉応答を説明するには MLCK のアクティブ化の小さい増加だけを、見ました。 彼らは MLCK が他のカルモジュリン結合蛋白質とカルモジュリンのために競っていたので、 MLCK の小さい部分を作動するこのシステムで使用できる十分なカルモジュリンだけあったことを検出しました。

「意外にも、ターゲットすべてのための十分なカルモジュリンがありません」と Stull 先生は言いました。  「そう信号方式は強い筋肉収縮の」。原因となる MLCK の限られたアクティブ化を高めるために第 2 パスを募集しました

一次化学パスの終わりに、ホスファターゼと呼出される酵素は筋肉細胞の収縮を妨げるミオシンから隣酸塩を取除くことができます。 しかし第 2 化学パスは隣酸塩を取除くことからホスファターゼを禁じます。

「この第 2 パスで、隣酸塩はからもはや phosphorylated ミオシンが残るようにするより強い筋肉収縮の原因となるミオシン、取り除かれません」と Stull 先生は言いました。

この複雑な化学ダンスの進歩を追跡するためには、研究者は遺伝的に蛍光分子を含んでいる直接スムーズ筋肉セルのリアルタイムの MLCK のカルシウム/カルモジュリンのアクティブ化を監察するマウスをかバイオセンサーを設計しました。

「これらの調査そのままなシステムのシグナリングプロセスの調査のための transgenic バイオセンサーマウスを作り出す可能性を示します」はと Stull 先生は言いました。

調査にかかわった他の UT の南西研究者は先生、生理学の助教授および筋肉の調査のための長い間の共作者でした Kristine Kamm; Drs. 、金 Lau および一団 Zhi 生理学の助教授; そしてポストドクター Drs。 Eiji Isotani、 Jian 黄、 Yusuke Mizuno および Ramaz Geguchadze。 また貢献されるミズーリカンザス都市の大学からのアンソニー Persechini 先生。 研究は健康およびコケの中心の資金の各国用協会によってサポートされました。