నానోమెడిసిన్ & బయోథెరపీటిక్ డిస్కవరీ జర్నల్
అందరికి ప్రవేశం

నైరూప్య

నానోమెడిసిన్ & డ్రగ్ డెలివరీ: ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపిక్ విజువలైజేషన్ మరియు రికార్డింగ్ మైయోసిన్ హెడ్ రికవరీ మరియు హైడ్రేటెడ్ మైయోసిన్ ఫిలమెంట్స్‌లో గ్యాస్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఛాంబర్- హరువో సుగి - టీకియో యూనివర్సిటీ, జపాన్

హరువో సుగి

కండరాల సంకోచంలో స్లైడింగ్ ఫిలమెంట్ మెకానిజం యొక్క స్మారక ఆవిష్కరణ నుండి 50 సంవత్సరాలకు పైగా గడిచినప్పటికీ, ATP జలవిశ్లేషణతో పాటు మైయోసిన్ తల కదలిక యొక్క పరమాణు విధానం ఇప్పటికీ చర్చ మరియు ఊహాగానాలకు సంబంధించిన అంశం. ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్‌కు అనుసంధానించబడిన గ్యాస్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఛాంబర్ (EC)ని ఉపయోగించి హైడ్రేటెడ్, లివింగ్ మైయోసిన్ ఫిలమెంట్‌లలో ATP-ప్రేరిత మైయోసిన్ తల కదలికను నేరుగా రికార్డ్ చేయడం ద్వారా మైయోసిన్ తల కదలికను అధ్యయనం చేయడానికి అత్యంత సరళమైన మార్గం. అకర్బన సమ్మేళనాల రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క సిటు పరిశీలన కోసం మెటీరియల్ శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా ECని ఉపయోగిస్తున్నప్పటికీ, లివింగ్ మైయోసిన్ ఫిలమెంట్స్‌లో మైయోసిన్ తల కదలికను రికార్డ్ చేయడానికి ECని విజయవంతంగా ఉపయోగిస్తున్న ఏకైక సమూహం మేము మాత్రమే. మూడు వేర్వేరు మోనోక్లోనల్ యాంటీబాడీస్ ద్వారా బంగారు కణాలను (వ్యాసం, 20 nm) జోడించడం ద్వారా మేము వ్యక్తిగత మైయోసిన్ హెడ్‌లను పొజిషన్-మార్క్ చేస్తాము: మైయోసిన్ హెడ్ క్యాటలిటిక్ డొమైన్ (CAD) యొక్క దూర ప్రాంతంలో; మైయోసిన్ హెడ్ కన్వర్టర్ డొమైన్ (COD) వద్ద మరియు మైయోసిన్ హెడ్ లివర్ ఆర్మ్ డొమైన్ (LD) వద్ద. మొదట, మేము యాక్టిన్ ఫిలమెంట్స్ లేనప్పుడు ATP- ప్రేరిత మైయోసిన్ హెడ్ కదలికను రీకోడ్ చేసాము మరియు మైయోసిన్ తలలు మయోసిన్ ఫిలమెంట్స్ యొక్క సెంట్రల్ బేర్ ప్రాంతం నుండి దూరంగా ఉన్నాయని కనుగొన్నాము. ఈ అన్వేషణ మైయోసిన్ హెడ్ రికవరీ స్ట్రోక్ యొక్క మొదటి డైరెక్ట్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపిక్ రికార్డింగ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, దీనిలో మైయోసిన్ ~7 nm సగటు వ్యాప్తితో దాదాపు స్వేచ్ఛగా హెడ్‌డ్ అవుతుంది. అనేక ప్రయత్నాల తర్వాత, మేము 2015లో యాక్టిన్-మయోసిన్ ఫిలమెంట్ మిశ్రమంలో ATP-ప్రేరిత మైయోసిన్ హెడ్ పవర్ స్ట్రోక్‌ను రికార్డ్ చేయడంలో విజయం సాధించాము. పరిమితమైన ATP వర్తింపజేయడం ద్వారా పరిమిత నిష్పత్తిలో మైయోసిన్ హెడ్‌లు మాత్రమే సక్రియం చేయబడతాయి కాబట్టి, మైయోసిన్ హెడ్‌లు ప్రక్కనే సాగదీయడం ద్వారా మాత్రమే కదులుతాయి. సార్కోమెర్ నిర్మాణాలు, అనగా, నామమాత్రంగా ఐసోమెట్రిక్ స్థితి. Myosin head CAD ప్రామాణిక అయానిక్ బలంలో ఫిలమెంట్ అక్షానికి సమాంతరంగా కదలలేదు, అయితే ఇది ఒకే కండరాల ఫైబర్‌లపై మా శారీరక ప్రయోగాలకు అనుగుణంగా తక్కువ అయానిక్ బలంతో ఫిలమెంట్ అక్షానికి సమాంతరంగా కదులుతుంది. ప్రతి పాఠ్యపుస్తకంలో కనిపించే స్వింగింగ్ లివర్ ఆర్మ్ పరికల్పన యొక్క అంచనాలను మైయోసిన్ తల కదలిక తప్పనిసరిగా పాటించదని ఈ ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.