リアノジン3型受容体チャネルポア近傍にあるシステインは活性酸素の標的アミノ酸か

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670044
• Research Institution: NAGOYA GITY UNIVERSITY
• Principal Investigator: 大羽 利治 名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (50008330)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村山 尚 順天堂大学, 医学部, 講師 (10230012)
• Keywords: リアノジン受容体 / シングルチャネル活性 / 筋小胞体 / 酸化・還元電位 / アデニンヌクレオチド / グルタンチオン

Research Abstract

哺乳類リアノジン受容体には3つの異性体(RyRl,2,3)があり、細胞内Ca^<2+>濃度調節と情報伝達に重要な役割を果している。ウサギ骨格筋のRyR1及びRyR3を用い、チャネル活性に対する酸化剤、還元剤の効果を検討してきた。ウサギ骨格筋小胞体から抽出、精製したRyR1チャネルの細胞質側と筋小胞体内腔側の酸化還元電位を生理範囲内の電位に保持した時のチャネル活性を検討した。その結果、細胞質側の酸化還元電位(RP: -231mV〜-180mV)がチャネル活性を電位依存性に変化させた。静止筋の細胞内RVは運動や虚血などにより大きく酸化状態へと変化する。従って、酸化はチャネルを開口し、細胞質Ca^<2+>濃度を上昇させると考えられた。筋小胞体内腔側のRPを-180mVに、細胞質側を-220mVに固定した時、ATPはチャネル活性を賦活した。また細胞質RPの-230mVへ還元で、ATPに対する反応性が低下した。運動や虚血などで活性酸素が作られ、筋機能低下をもたらすとの知見がえられている。そこで、RyR1に対する活性酸素の反応性が細胞質RPにより影響されるか否かを検討した。活性酸素として過酸化水素(H_2O_2)を用いた。細胞質RPを固定せず、緩衝液中で測定した時にはチャネルの賦活化に0.5mM以上のH_2O_2濃度を要した。しかし、グルタチオン緩衝系を用い細胞質RPを静止時の値に固定した時、チャネルは10μMH_2O_2で有意に活性化された。この結果は生体内で作られる濃度の活性酸素がIn VivoでRyRチャネルに作用し、細胞内Ca^<2+>濃度を上昇し、細胞機能調節を行いうることを示唆している。また、細胞内RPが還元方向へと移動することにより、細胞は不活性化され、ATP等の賦活剤が存在しても応答しないことは細胞の保護作用に細胞内RPが重要な役割を果していることを示している。

Research Products

• [Publications] Wuthichai Klomkleaw: "Tubular aggregates observed in spindle muscle fiber of horse lumbrical muscle"Acta Neuropathology. 101. 509-517 (2001)
• [Publications] Makoto Muto: "A semi-immobilization of a partial auricle induces hypertrophy and ultrastructural alteration of cardiomvocvtes"International Journal of Cardiology. 81. 189-199 (2001)
• [Publications] Toshiharu Oba: "Redox states of type 1 ryanodine receptor after Ca2+ release channel response to modulators"American Journal of Physiology: Cell Physiology. 282(in press). (2002)