Regulation of bicarbonate by calcineurin and IRBIT in pancreas.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18992
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 山崎 修 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (80757229)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ナトリウム重炭酸共輸送体 / IP3受容体結合蛋白IRBIT / 膵外分泌 / リン酸化部位 / 塩素イオン感知部位

Outline of Annual Research Achievements

【ナトリウム重炭酸共輸送体を制御するカルシニューリンの同定・機能解析】共免疫沈降法を用いてナトリウム重炭酸共輸送体とカルシニューリンの蛋白結合作用を確認した。その上で、パッチクランプ法およびアフリカツメカエル系卵母細胞測定系を用い機能解析を行った。カルシニューリンはナトリウム重炭酸共輸送体の活性化を促進することが認められた。そこで、細胞内塩素イオン濃度の変化により機能活性に影響が出るかを確かめたところ、細胞内高塩素イオン濃度の環境下で、ナトリウム重炭酸共輸送体の機能活性が著明に減弱する事を認めた。
【ナトリウム重炭酸共輸送体の塩素イオン感知部位とカルシニューリンとの関係】そのためナトリウム重炭酸共輸送体における既知のリン酸化部位との関連、および塩素イオン感知部位motifとの関連、カルシニューリンの修飾蛋白との関連を調べることとした。カルシニューリンがナトリウム重炭酸共輸送体のアミノ酸12番目のセリンをリン酸化することで、アミノ酸194～198番目の塩素イオン感知部位motifを制御することを、パッチクランプ法および共免疫沈降法で確認した。
【新規リン酸化部位の発見とナトリウム重炭酸共輸送体の構造変化】この多段階にわたるカルシニューリンの制御により、ナトリウム重炭酸共輸送体のアミノ酸232,233,235番目のセリンが脱リン酸化され、ナトリウム重炭酸共輸送体の機能活性変化が起きることが分かった。アミノ酸232,233,235番目のセリンをアラニンに置換した変異体を用いることで、ナトリウム重炭酸共輸送体の機能活性が100％の完全活性型になったことから、同部位の脱リン酸化による立体構造の変化が起きたのではないかと想定した。
【現時点での状況】現在上記データをScience Signaling誌に投稿、現在revise中である。