心・血管系における新たな小胞体のカルシウム制御機能の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12835009
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 木村 佳弘 山口大学, 医学部, 講師 (90301308)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高 知愛 山口大学, 医学部, 助手 (70314797) ; 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 / 血管平滑筋 / 小胞体 / カルシウムATPase / ホスホランバン

Research Abstract

ホスホランバンは心筋小胞体Ca^<2+>-ATPase (SERCA2a)及びその血管平滑筋のisoformであるSERCA2b活性を可逆的に抑制することにより、心筋収縮力と弛緩速度と血管トーヌスを調節していると考えられている。この調節は細胞質ドメインと小胞体膜内ヘリックスの少なくとも2箇所の直接蛋白質間相互作用を介してなされている。本年度は、昨年度に続きSERCA2とホスホランバンの細胞質ドメイン間の蛋白質間相互作用様式を部分ペプチドによる再構成系を用いて検討するとともに、cAMP依存性キナーゼ以外のキナーゼによるホスホランバン燐酸化を介したSERCA制御の可能性について検討した。
昨年度作成したSERCA2の細胞質ドメイン(331-726)の融合蛋白質とホスホランバンの細胞質ドメインの部分ペプチド(1-26)の融合蛋白質を用いたアッセイ系によりホスホランバンとSERCA2細胞質ドメイン問の特異的結合の親和性を測定したところ、K_d=0.7μMであった。抗ホスホランバン抗体はこの結合を阻害した。以上より、ホスホランバンとSERCA2の細胞質ドメイン同士の結合はホスホランバンのSERCA2抑制機能を反映すると考えられる。この部分ペプチドによる再構成系を用いて、両蛋白質間の相互作用を阻害することにより、心筋収縮力と拡張能を改善し、血管抵抗を低下させる新たな心不全治療薬のスクリーニングすることができると考える。
COS7細胞にホスホランバンを発現させ、細胞外Ca^<2+>を除去した状態でhistamineで刺激、またはcaffeine ionomycin、thapsigargin処理を行うとホスホランバンのSer^<16>が燐酸化された。この結果は、小胞体Ca^<2+>枯渇時のCa^<2+>急速充填機構として蛋白質燐酸化を介した系が機能していること、及びこの機構は非筋肉細胞にも存在することを示唆する。

Research Products

• [Publications] Yoshihiro Kimura: "Reconstitution of the cytoplasmic interaction between phospholamban and Ca^<2+>-ATPase of cardiac sarcoplasmic reticulum."Mol.Pharmacol.. 61(3). 667-673 (2002)
• [Publications] Haghighi, K.: "Superinhibition of sarcoplasmic reticulum function by phospholamban induces cardiac contractile failure."J Biol Chem. 276(26). 24145-24152 (2001)
• [Publications] Yasue Yamada: "PSD-95 eliminates src-induced potentiation of NR1/NR2A-subtype NMDA receptor channels and reduces high-affinity zinc inhibition."J.Neurochem.. (In press). (2002)