構造生物学：弛緩した心筋サルコメア中での天然ミオシンフィラメントの構造

横紋筋の基本単位であるサルコメアの主要な要素は、太いフィラメント（thick filament）である。太いフィラメントを構成するタンパク質中の変異は、家族性肥大型心筋症などの心臓や筋肉の疾病に関連している。太いフィラメントは非常に重要であるにもかかわらず、その分子編成は不明なままである。今回我々は、弛緩状態の天然心筋サルコメアについて、クライオ電子線トモグラフィー法で決定された分子構造を示す。我々は太いフィラメントを再構成し、ミオシンとタイチン、そしてミオシン結合タンパク質C（MyBP-C）からなる三次元構造を明らかにした。ミオシン分子の配置はフィラメントに沿って占める位置に依存していて、張力感受性と力発生に関して特化した能力を持つことが示唆される。タイチンα鎖とタイチンβ鎖の3つのペアがフィラメントに沿って軸方向に伸びており、ミオシン尾部と絡み合って、サルコメアの長さ依存的な活性化を調節しているらしい。注目すべきことに、3つのタイチンα鎖は太いフィラメントの全長に沿って伸びているが、タイチンβ鎖は伸びていない。この構造からはまた、MyBP-Cが細いフィラメントと太いフィラメントを架橋し、そのカルボキシ末端領域がミオシン尾部へ結合して、予想外の形でミオシン頭部のOFF状態を直接安定化していることが明らかになった。これらの結果は、サルコメアの成分が関わる筋疾患を調べる将来の研究の基盤となるだろう。

目次へ戻る