モータータンパク質（motor protein）の構造と種類

🧠 モータータンパク質motor protein モータータンパク質（motor protein）motor protein（モータータンパク質） は、ATP加水分解を構造変化 conformational change 構造変化（conformational change） conformational change（構造変化） へ結び付け、細胞骨格に沿った方向性のある運動と力を生む分子機械である。

共通する機能構造

モータータンパク質motor protein モータータンパク質（motor protein）motor protein（モータータンパク質） は、ATPase、細胞骨格結合、積荷cargo 積荷（cargo）cargo（積荷） や別サブユニットとの結合を担う構造要素をもつ。ただしミオシン・キネシンkinesin キネシン（kinesin）kinesin（キネシン） とAAA⁺型ダイニン dynein ダイニン（dynein） dynein（ダイニン） ではドメイン配置と力発生機構が大きく異なる。タンパク質の立体構造 conformational立体構造（conformational） conformational（立体構造）がヌクレオチド状態に応じて変わることで、結合・力発生・解離が順序立て sequencing (task ordering) 順序立て（sequencing (task ordering)） sequencing (task ordering)（順序立て） て進む。^{1 2}

ATPの自由エネルギー free energy 自由エネルギー（free energy） free energy（自由エネルギー） がすべて仕事になるわけではなく、一部は熱として散逸 dissipate 散逸（dissipate） dissipate（散逸） する。

三つの主要ファミリー

「＋端へ進む」はATPが線維を押すためではなく、線維の極性、モーター構造、補助因子によって決まる。表は代表的方向であり、逆方向のミオシンやキネシン kinesin キネシン（kinesin） kinesin（キネシン） など例外もある。¹

化学周期から一方向運動へ

flowchart TD
  A["ATP結合・加水分解"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='motor domain'>モータードメイン</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='conformational change'>構造変化</span>"]
  B --> C["細胞骨格への<span class='jp-term jp-term-diagram' title='binding affinity'>結合親和性</span>が変化"]
  C --> D["力発生または前方へのステップ"]
  D --> E["生成物放出・次周期へ"]

1分子がどれだけ連続して進めるかは連続運動性processivity 連続運動性（processivity）processivity（連続運動性） と失速力 stall force失速力（stall force） stall force（失速力）、筋ミオシンの詳細な化学力学結合はクロスブリッジ周期cross-bridge cycleクロスブリッジ周期（cross-bridge cycle）cross-bridge cycle（クロスブリッジ周期）で扱う。

まとめ

• ATP依存的な構造変化 conformational change 構造変化（conformational change） conformational change（構造変化） が、線維への結合と力発生を周期化する。
• ミオシンは主にアクチン、キネシンkinesin キネシン（kinesin）kinesin（キネシン） とダイニン dynein ダイニン（dynein） dynein（ダイニン） は微小管をレール rail レール（rail） rail（レール） として使う。
• 運動方向は細胞骨格の極性とモーター構造によって決まる。