ブタ骨格筋で発現しているミオシン重鎖アイソフォームの配列比較

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要約

ブタの骨格筋には4種類のミオシン重鎖(MyHC)アイソフォームが存在する。決定したcDNAの塩基配列より推定すると、アクチン結合領域のLoop2および軽鎖(ELC、RLC)結合領域がアイソフォーム間の機能的差異に重要である。

  • 担当: 畜産試験場 加工部 食肉特性研究室
  • 連絡先:0298-38-8686
  • 部会名:畜産
  • 専門:加工利用
  • 対象:豚
  • 分類:豚

背景・ねらい

動物の骨格筋は多数の筋線維によって構成され、収縮特性の異なる筋線維が集合することで、用途に応じた個々の筋肉が形成される。筋たんぱく質のレベルで 見ると、筋線維の収縮とはATPを消費するアクチンとミオシンの相互作用であり、収縮特性の異なるミオシン重鎖(MyHC)アイソフォームが収縮特性の違 いを担っている。我々は、品種の異なるブタのMyHCが同じ筋肉部位でも異なったアイソフォーム構成割合を示し、豚肉の品質に違いを生じる原因の一つと なっていることを明らかとした。しかし、ブタMyHCは約1940残基のアミノ酸から構成される長大なたんぱく質であり、どのアイソフォームについてもア ミノ酸配列が決定されていなかったため、どのような構造的相違が収縮活性の相違となって表れるか、明確ではない。 そこで、食肉とされる月齢のブタにおいて発現している全MyHCアイソフォームのcDNAを単離し、塩基配列を決定することで、各アイソフォームのアミ ノ酸配列の比較を行う。

成果の内容・特徴

  • ランドレース種(5ヶ月齢)からMyHC-slow,-2a,-2x,-2bの4種類のアイソフォームのcDNAを単離し、塩基配列を決定した。
  • cDNAから推定されたアミノ酸配列の長さは1935(MyHC-slow)、1939(MyHC-2a)、1939(MyHC-2x)、1937(MyHC-2b)であった。
  • アミノ酸配列の比較から、アクチン結合領域に存在するLoop2が収縮特性の決定に重要な領域と推定された。遅筋型の MyHC-slowと速筋型のMyHC-2a,-2x,-2bはLoop1、Loop2で配列が異なっており、速筋型アイソフォーム間の違いはLoop2 の違いによるものと考えられた (図1)。
  • 軽鎖と結合する領域でもアミノ酸配列に違いがあり、MyHCアイソフォームに結合する軽鎖分子種の種類や割合が異なっていると考えられた (図2)。

成果の活用面・留意点

ブタMyHCアイソフォームの配列情報が明らかとなったため、発現系等を利用することにより各アイソフォームの収縮特性の詳細な解析が可能である。また、配列情報を基にして、アイソフォーム割合の測定方法を開発することも可能である。

具体的データ

図1 Loop1およびLoop2のアミノ酸配列

 

図2 軽鎖結合領域のアミノ酸配列

 

その他

  • 研究課題名:筋構造蛋白質遺伝子の構造解析
  • 予算区分:バイテク(動物ゲノム)
  • 研究期間:平成12年度(平成9～12年度)
  • 研究担当者:千国幸一、田邉亮一、中島郁世、室谷進
  • 発表論文等:
    1.Differences in molecular structure among the porcine myosin heavy chain-2a,-2x, and -2b isoforms. Meat Science,57,311-317(2001)
    2.Sus scrofa mRNA for myosin heavy chain 2a, complete cds. In the DDBJ, EMBL and GenBank nucleotide database with the accession number AB025260.(1999)
    3.Sus scrofa mRNA for myosin heavy chain 2b, complete cds. In the DDBJ, EMBL and GenBank nucleotide database with the accession number AB025261.(1999)
    4.Sus scrofa mRNA for myosin heavy chain 2x,complete cds. In the DDBJ, EMBL and GenBank nucleotide database with the accession number AB025262.(1999)
    5.Sus scrofa mRNA for myosin heavy chain slow,complete cds. In the DDBJ, EMBL and GenBank nucleotide database with the accession number AB053226.(2001)