カリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究者が率いるこの研究は、リン酸放出ダイナミクスを調査するために実験的手法と計算技術の組み合わせを採用しました。チームは、リン酸結合の分解であるリン酸加水分解が発生する「ヌクレオチド結合ポケット」として知られるアクチンフィラメントの特定の領域に焦点を当てました。
高速原子力顕微鏡を使用して、研究者はリン酸放出イベントをリアルタイムで直接視覚化することができました。彼らは、リン酸エスケープがヌクレオチド結合ポケットの一時的な開口部から発生し、リン酸基がアクチンフィラメントから分離できるようにすることを観察しました。この開閉動作は、アクチン分子内の近くのループ構造の動きによって促進されることがわかりました。
このプロセスの分子の詳細をさらに解明するために、研究者は計算シミュレーションを実施しました。これらのシミュレーションは、リン酸塩の放出が、局所静電環境やヌクレオチド結合ポケットの柔軟性など、いくつかの要因に影響されることを明らかにしました。シミュレーションは、リン酸エスケーププロセスに関与するエネルギー障壁と、遷移状態の安定化における隣接するアクチンサブユニットの役割に関する洞察も提供しました。
この研究の発見は、アクチンフィラメントからのリン酸放出の根底にある分子メカニズムのより深い理解を提供します。この知識は、アクチンフィラメントの動的な挙動と、筋肉収縮、細胞分裂、細胞の運動性などの細胞プロセスへの関与を理解するために重要です。さらに、この研究は、筋肉障害や癌を含むさまざまな疾患のアクチンベースのプロセスを標的とする治療的介入を調査するための新しい手段を開きます。
