開状態におけるイオンチャネルポアの柔軟性の分子基盤

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657010
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 久保 義弘 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (80211887)
• Keywords: ATP受容体 / ポア / イオン選択性 / ゲート / 構造変化

Research Abstract

P_2X型ATP受容体とnicotinic型ACh受容体の間で膜上相互作用が起こることが報告されている。すなわち両者が共存する場合、P_2X受容体が活性化されるとnACh受容体の活性が発現密度に依存して抑制されることが知られている。また、P_2X受容体のイオン選択性は開状態における時間経過とともに変化し、NMG等の巨大な陽イオンを透過するようになることも知られている。我々はまずP_2X受容体側に着目し、アフリカツメガエル卵母細胞を発現系として用いて電気生理学的解析を行い、以下の2つの知見をあげた。
(1)P_2X受容体の細胞内領域の欠失変異体とnACh受容体を共発現させ実験を行ったところ、変異型P_2X受容体の発現密度が高い状態においては依然として上述の抑制作用が親察された。このことは膜上での直接相互作用には特別な細胞内介在蛋白質を必要としないということを示唆する。今後は系統的に変異体を作成して相互作用の分子基盤の同定を目指す。
(2)P_2X受容体は強い内向き整流性を示すことが知られているが、発現密度を高めることによりその内向き整流性が著しく減弱する事を見いだした。このことは、発現密度に依存してイオン透過すなわちチャネルポアの性質、もしくは何らかのゲート機構が変化することを示唆する。今後、このふたつの可能性を念頭において、P_2Xの内向き整流性を引きおこす機構、さらにその機構がどのようにして発現密度に依存して修飾されるのかを明らかにしていく。

Research Products

• [Publications] Misaka, Y., Miyashita, T., Kubo, Y.: "Primary structure of a dynamin-related mouse mitochondria GTPase and its distribution in brain, subcellular localization and effect on mitochondrial morphology"Journal of Biological Chemistry. 277. 15834-15842 (2002)
• [Publications] Ai, T., Fujiwara, Y., Tsuji, K., Otani, M., Nakano, S., Kubo, Y., Horie, M.: "Novel KCNJ2 mutation in familial periodic paralysis with ventricular dysrhythmia"Circulation. 105. 2592-2594 (2002)
• [Publications] Saitoh, O., Murata, Y., Odagiri, M., Itoh, H., Misaka, T., Kubo, Y.: "Alternative splicing of RGS8 gene determines inhibitory function of receptor-type-specific Gq signaling"Proceedings of National Academy of Sciences USA. 99. 10138-10143 (2002)
• [Publications] Murata, Y., Fujiwara, Y., Kubo, Y.: "Identification of a site involved in the block by extracellular Mg^<2+> and Ba^<2+> as well as permeation of K^+ in Kir2.1 K^+ channel"Journal of Physiology. 544. 665-677 (2002)
• [Publications] Fujiwara, Y., Kubo, Y.: "Ser 165 in the second transmembrane region of the Kir2.1 channel determines its susceptibility to blockade by intracellular Mg^<2+>"Journal of General Physiology. 120. 677-692 (2002)
• [Publications] Abe, H., Misaka, T., Tateyama, M., Kubo, Y.: "Effects of co-expression with Homer isoforms on the function of metabotropic glutamate receptor1α"Molecular and Cellular Neuroscience. (in press). (2003)