脂質膜上に浮かぶ標識蛋白の可動性を指標にしたイオンチャネル機能の解析の試み

• Project/Area Number: 14657012
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山岡 薫 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (10200586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 英司 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (80304418)
• Project Period (FY): 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2002: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 膜の流動性 / アニソトロピー / 相転移 / TMA-DPH / DPH / モルモット心筋 / カエル心筋 / HEK293

Research Abstract

脂質膜は温度が高くなるとゲル状の構造からliquid crystalline相と言われる構造に変わる相転移をする性質を一般に有し、その温度はその脂質成分の組成によって変化する。細胞膜は脂質二重層より構成されているので、この性質が細胞膜上に存在するイオンチャネルの機能に影響を与える可能性がある。我々はすでにL型Caチャネルの制御機構について細胞内Mg^<2+>濃度に応答する性質が、ある温度を境に著しく変化することを突き止めた。更にその温度はモルモットとカエル心筋で異なることも明らかにした。そのことはまさに脂質膜の流動性がイオンチャネルの機能に影響を与えている証拠ではないかと思われる。本研究ではその細胞膜の流動性をfluorescence anisotropyを測定する方法を用い各種細胞膜間で比較した。Anisotropyを求めるのに2種類の色素を用いた。TMA-DPHは膜と水の境界、DPHは膜のコアの性質を代表すると言われる。TMP-DPHによるanisotropyはモルモット心筋、カエル心筋、およびHEK293細胞間で差がなく、温度が上昇することによって流動性が増す現象は見られなかった。一方DPHによるとfrog ventricle >HEK293 >guinea-pig ventricleの順に流動性が高くいずれの細胞においても温度が上昇するに従いその流動性が増した。ただし明らかな相転移と思われる温度は45℃以下では観察されなかった。したがって、膜の流動性はカエル心筋がもっとも高く、ある流動性の値を境に、L型Caチャネルの機能が修飾されると仮定すると、モルモット心筋とカエル心筋に置けるL型Caチャネルの細胞内Mg^<2+>濃度に対する温度依存的応答が説明されると考えられた。