1998 Fiscal Year Annual Research Report
内向き整流Kチャネルでのサブステート出現の分子機構
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09470013
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
松田 博子 関西医科大学, 医学部, 教授 (10181736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 章嗣 関西医科大学, 医学部, 講師 (30174775)
大森 浩一郎 関西医科大学, 医学部, 助教授 (80094465)
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| Keywords | Kチャネル / 内向き整流特性 / IRK1 / Mgイオン |
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| Research Abstract |
IRK1チャネルの2番めの膜貫通部位のアスパラギン酸をアスパラギン(D172N)またはグルタミン(D172Q)に置換すると、細胞内Mgによる外向き電流のサブレベルは見られず、チャネルは完全に抑制されるか開くかであった。Mgによる抑制は、野生型の場合より弱いが、Mg濃度が10μM以上で、+70mV以上の電位(細胞内外のK濃度は150mM)では有意差を認めなかったので、D172以外のMg結合部位が外向き電流の抑制に、より重要であると考えた。アスパラギン酸をグルタミン酸に置換し、陰性電荷を温存する(D172E)と、サブレベルが見られた。この結果から、サブレベル出現には、172番めのアミノ酸残基の陰性電荷が必須であることが明らかとなった。野生型IRK1とD172Nを直列に連結した四量体を作製し、D172(陰性電荷)の数がサブレベルにどう影響するか検討した。D172Nを1個または2個含む四量体により発現したチャネルでは2/3の大きさのサブレベルが見られ、D172N変異体サブユニットを3個含む四量体で発現したチャネルではサブレベルは認められなかった。この結果から、IRK1チャネルは一重構造(single-barrel)で、MgイオンがDl72の部位に2個trapされる(野生型でのみ可能)と1/3レベルが出現し、1個trapされる(D172が2個以上で可能)と2/3レベルが出現するという新しいモデルを考えた。また、外向き単一チャネル電流の定常状態での開確率は、脱分極にともない減少し、野生型チャネルでは+50mV以上での開口はなかった。D172N変異体サブユニットの数が増加するにつれて、より高い電位でチャネルは開くようになった。3mMのATPを含む液を長時間灌流しているので、細胞内polyamines濃度は1nM以下になっていると考えられ、intrinsic gatingの存在が除外できないと結論した。
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