変異ホスホランバン・トランスジェニックマウスを用いた慢性心不全の病態解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670662
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 木村 佳弘 山口大学, 医学部, 講師 (90301308)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 康枝 山口大学, 医学部, 助手 (00166737) ; 乾 誠 山口大学, 医学部, 教授 (70223237)
• Keywords: 心筋小胞体 / カルシウムATPase / ホスホランバン / 心不全 / トランスジェニックマウス

Research Abstract

本研究は、心筋小胞体膜蛋白質ホスホランバンがカルシウムATPaseの特異的阻害蛋白質であることを利用して、変異ホスホランバンを用いて心筋小胞体機能が特異的に障害された心不全モデルマウスを作成することを第一の目標としている。そのためにまず、心筋小胞体カルシウムATPase(SERCA2a)活性を強力に阻害するホスホランバン変異体をスクリーニングした。既にホスホランバンの部分欠失変異体や膜貫通ドメイン(ドメインII)の変異体のなかに野生型以上にSERCA2aを抑制するものがあることを明らかにしているので、これらより強力な抑制活性を有する変異体を検索した。細胞質ドメイン(ドメインI)はSERCA2aと直接蛋白質間相互作用を営むことが知られているが、この部分と他の膜蛋白質とのキメラはSERCA2a抑制活性を示さなかったことから、ドメインIは直接の抑制活性を持たない制御領域と考えられた。しかし、この一部であるドメインIbの変異体のなかにSERCA2a活性を強く抑制するものがあり、特に、N27Aは、これまでに作成したなかで、もっとも強力なSERCA2a活性抑制を示した。ドメインIbの抑制活性増強変異体は、ドメインIIの変異体と異なりホスホランバンの多量体構造の安定性には影響しないため、ドメインIbとドメインIIとはSERCA2aに対する制御機構が異なることが予想される。従って、ドメインIbとIIの変異を合わせ持つ変異体は相乗的な抑制効果をもつことが期待されるため、2残基変異体を作成し、検討している。
以上の結果に基づいて、ドメインIIのSERCA2a抑制作用増強変異体であるL37AとI40Aについてまずトランスジェニックマウスの作成に着手した。さらに、N27Aや、N27Aと他の変異との組み合わせについて、引き続き有用性を検討している。

Research Products

• [Publications] Yoshihiro Kimura: "Phospholamban domain lb mutations influence functional interactions with the Ca^<2+>-ATPase isoform of cardiac sarcoplasmic reticulum" J.Biol.Chem.273(23). 14238-14241 (1998)
• [Publications] Yoshihiro Kimura: "Phospholamban domain I/cytochrome b_5 transmembrane sequence-chimeras do not inhibit SERCA2a" FEBS Lett.425. 509-512 (1998)
• [Publications] David H.MacLennan: "Sites of regulatory interaction between calcium ATPases and phospholamban" Ann.New York Acad.Sci.853. 31-42 (1998)
• [Publications] Yasue Yamada: "Modulation of the channel activity of ε2/ζl-subtype N-methyl-D-aspartate receptor by PSD-95" J.Biol.Chem.274(10). 6647-6652 (1999)