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新規分子ツール群の開発と応用による心筋イオンチャンネルの分子機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 04671279
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 化学系薬学
研究機関熊本大学 (1993)
北海道大学 (1992)

研究代表者

中山 仁  熊本大学, 薬学部, 教授 (70088863)

研究分担者 國安 明彦  北海道大学, 薬学部, 助手 (90241348)
吉井 清哲  九州工業大学, 工学部, 助教授 (30125364)
畑中 保丸  北海道大学, 薬学部, 助手 (30111181)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1993年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1992年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード心筋Ca^<2+>チャンネル / ジヒドロピリジン型試薬 / 結合部位の同定 / ATP感受性K^+チャンネル / 候補タンパクの単離 / 抗不整脈薬アナローグ / 光アフィニテイラベル / 心筋イオンチャンネル / 光アフィニテイラベリング / 蛍光抗体法 / Ca^<2+>放出チャンネル / タンパク質リン酸化 / 光アフィニティラベル / ジヒドロピリジン / Ca^<2+>チャンネル / Na^+チャンネル / K^+チャンネル
研究概要

心疾患成因の解明と予知,発見と治療法確立の努力を行う上で,心筋興奮・伝導を担う分子レベルの解析と知見を得ることは不可欠である。本研究では心筋機能を担う分子のうち,心室筋形質膜のCa^<2+>チャンネルとNa^+チャンネル,さらにATP感受性K^+チャンネルを対象とし,生物有機化学的,免疫化学的,電気生理学的アプローチによって,この幅広い研究分野をつなぐ分子ツールを確立し,不整脈病因の解明に資しようとした。以下に2年間にわたる研究成果の概要を述べる。
1.Ca^<2+>チャンネルの拮抗薬結合部位の同定:新規に合成したジヒドロピリジン誘導体,ジアジピンを用いた光アフィニテイラベル法によって,我々は既に骨格筋チャンネルの同薬物結合部位を同定しているが,この実験手法を心筋Ca^<2+>チャンネルにも適用して解析した。その結果,結合部位は骨格筋の場合同様,リピートIIIのS5-S6リンカー部と,リピートIVのS6を含む部分であるが,両チャンネルの間には数箇所アミノ酸置換が起っていることが判明した。これが同一薬物群に対しても両チャンネルでは10倍親和性がちがう大きな要因であると考察した。
2.ATP-K^+チャンネル候補タンパクの単離:同チャンネルの特異的阻害剤グリベンクラミドの化学構造を有する新しい試薬を合成した。これを用いた光アフィニテイラベルを行い,それを手掛りにした精製を行った結果,分子量55をDaのタンパク質を単離し,その部分構造を明らかにした。蛍光抗体法で本タンパク質が心窒筋の細胞膜表面に局在することが確認できた。また本チャンネル開口剤の基本骨格を有するいくつかの化合物を合成し,その作用を電気生理学的に調べた。。
3.Na^+チャンネルの抗不整脈薬結合部位解析をめざして:代表的クラスI抗不整脈薬メキシレチンをリード化合物とする光アフィニテイラベル用試薬とハプテン抗体産生用の誘導体を合成した。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] Nakayama,H.: "Photolabeled Sites with a Tetrodotoxin Derivative in the Domain III and IV of the Electroplax Sodium Channel." Biochem.Biophys.Res.Commun..184. 900-907 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatanaka,Y.: "Photoaffinity Labeling of the Electroplax Sodium Channel with a Photoreactive μ-Conotoxin Carring a Radioactive and Chromogenic Derivative." Chem Pharm.Bull.40. 2537-2539 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuniyasu,A.: "Structural Characterization of the Cardiac Calcium Channel from Porcine Hearts." J.Biochem.112. 235-242 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "Characterization of Saccharide Moiety in the Electroplax Sodium Channel." Chem.Pharm.Bull.40. 3287-3291 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "A Site-Directed Antibody Which Inhibits Phosphorylation of the Rat Brain Sodium Channel by cAMP-depemdent Protein Kinase." Biochim.Biophys.Acta. 1175. 67-72 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "A Topographical Study of the Electroplax Sodium Channel with Site-Directed Antibodies" Biochim.Biophys.Acta. 1145. 134-140 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "Methods in Pharmacology,vol.7(eds.H.Glossmann,J.Striessnig)" Plenum Press(New York), 280 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中山 仁: "生体膜工学(Maruzen Advanced Technologyシリーズ,第7巻、二井将光・編)6章“イオンチャンネル構造とイオン輸送機構"" 丸善, 330 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama, H., Hatanaka, Y., Yoshida, E., Oka, K., Takanohashi, M., Amano, Y,. Kanaoka, Y.: "Photolabeled Sites with a Tetrodotoxin Derivative in the Domain III and IV of the Electroplax Sodium Channel." Biochem.Biophys.Res.Commun.184. 900-907 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatanaka, Y., Nakayama, H., Kanaoka, Y.: "Photoaffinity Labeling of the Electroplax Sodium Channel with a Photoreactive mu-Conotoxin Carring a Radioactive and Chromogenic Derivative." Chem Pharm.Bull.40. 2537-2539 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuniyasu, A., Oka, K., Ide-Yamada, T., Hatanaka, Y., Abe, T., Nakayama, H., Kanaoka, Y.: "Structural Characterization of the Cardiac Calcium Channel from Porcine Hearts." J.Biochem.112. 235-242 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama, H., Yamamoto, S., Hatanaka, Y., Hachisu, T., Tsunasawa, S., Sakiyama, F., Kanaoka, Y.: "Characterization of Saccharide Moiety in the Electroplax Sodium Channel." Chem.Pharm.Bull.40. 3287-3291 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama, H., Shikano, H., Kanaoka, Y.: "A Site-Directed Antibody Which Inhibits Phosphorylation of the Rat Brain Sodium Channel by cAMP-dependent Protein Kinase." Biochim.Biophys.Acta. 1175. 67-72 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama, H., Nakayama, K., Nonomura, Y., Kobayashi, M., Kangawa, K., Matsuo, H., Kanaoka, Y.: "A Topographical Study of the Electroplax Sodium Channel with Site-Directed Antibodies." Biochim.Biophys.Acta. 1145. 134-140 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kalasz, H., Watanabe, T., Yabana, H., Itagaki, K., Naito, K., Nakayama, H., Schwartz, A., Vaghy, P.L.: "Identification of 1,4-Dihydropyridine Binding Domains within the Primary Structure of the alpha 1 Subunit of the Skeletal Muscle L-type Calcium Channel." FEBS Letters. 331. 177-181 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, T., Kalasz, H., Yabana, H., Kuniyasu, A., Mershon, J., Itagaki, K., Vaghy, P.L., Naito, K., Nakayama, H., Schwartz, A.: "Azidobutyryl Clentiazem, A New Photoactivatable Diltiazem Analog, Labels Benzothiazepine Binding Sites in the al subunit of the Skeletal Muscle Calcium Channel." FEBS Letters. 334. 261-264 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama, H., Taki, M., Kanaoka, Y.: "Synthesis and Properties of Diazipine, A novel Photoaffinity Probe of Calcium Channel-Linked Dihydropyridine Receptors." Methods in Pharmacology. vol.7(eds.H.Glossmann, J.Striessnig), Plenum Press, (New York). 255-266 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "A Topographical Study of the Electroplax Sodium Channel with Site-Directed Antibodies" Biochim.Biophys.Acta. 1145. 134-140 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Kalasz,H.: "Identification of 1,4-Dihydropyridine Binding Domains within the Primary Structure of the al Subunit of the Skeletal Muscle L-type Calcium Channel." FEBS Letters. 331. 177-181 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe,T.: "Azidobutyryl Clentiazem,A New Photoactivatable Diltiazem Analog,Labels Benzothiazepine Binding Sites of the Calcium Channel." FEBS Letters. 334. 261-264 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Nakayama,H.: "Methods in Pharmacology,vol.7(eds.H.Glossmann,J.Striessnig)" Plenum Press(New York), 280 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakayama: "Photolabeled sites with a tetrodotoxin derivative in the domain III and IV of the electroplax sodium channel." Biochem.Biophys.Res.Commun. 184. 900-907 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hatanaka.: "Photoaffinity labeling of the electroplax sodium channel with a photoreactive μ-conotoxin carring a radioactive and chromogenic derivative." Chem.Pharm.Bull.40. 2597-2539 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kuniyasu: "Structural characterization of the cardiac calcium channel from porcine hearts." J.Biochem.112. 235-242 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakayama: "Characterization of sacchride moiety in the electroplax sodium channel" Chem.Pharm.Bull.40. 3287-3291 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakayama: "A site-directed antibody which inhibits phosphorylation of the rat brain sodium channel by cAMP-dependent protein kinase" Biochim.Biophys.Acta. 1175. 67-72 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] F.Q.Chen: "3-Benzoyl-5-(4-hydroxyphenyl)-2-〔4-(1-azi-2,2,2-trifluonoethyl)phenylacetamido〕pyrazine.A photosensitive analogue of coelenteramide.Synthesis and photolysis." Chemistry Lett.(1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakayama: "Synthesis and properties of diazipine,A novel photoaffinity probeof dihydropyridine receptors.Methods in Pharmacol.vol.7(eds.H.Glossmann,J.Striessnig)" Plenum Press,

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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