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Na^+/Ca^<2+>交換輸送蛋白の作用機序と細胞生理における役割の検討

研究課題

研究課題/領域番号 10470013
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関国立循環器病センター

研究代表者

重川 宗一  国立循環器病センター研究所, 循環分子生理部, 部長 (00113738)

研究分担者 岩本 隆宏  国立循環器病センター研究所, 循環分子生理部, 室員 (20300973)
若林 繁夫  国立循環器病センター研究所, 循環分子生理部, 室長 (70158583)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードNa^+ / Ca^<2+>交換輸送体 / Ca^<2+>交換阻害薬 / Ca^<2+>シグナリング / H^+交換輸送体
研究概要

本研究においては、心筋細胞膜Na^+/Ca^<2+>交換輸送系を主な研究対象として、1)輸送体分子によるイオン交換輸送機序とその制御の研究を行い、その結果、この輸送体のイオン輸送通路が通常のイオンチャネルやポンプとは異なったユニークな構造モチーフを持つことが明らかになり、また、イオン輸送に関わる重要なアミノ酸残基がいくつか同定された。我々は、同時にNa^+/H^+交換系についても同様な構造・機能相関の研究を進め、両者の比較検討を行っている。これまでに得られたデータからは、両輸送系の膜トポロジーにはかなりの差異が存在すると思われる。2)我々は暫く前に、Na^+/Ca^<2+>交換輸送系の初めての特異性の高い阻害薬を開発することに成功し、本研究では、これを利用するイオン輸送の分子機序、薬剤の作用部位の同定、および、輸送体の細胞生理における役割の検討を行った。この薬剤は依頼に応じて世界の多くの研究者に配布され、種々の組織でこれを用いた研究成果が多数論文発表され始めている。これらの結果に基づいて、より選択性の高い、また、輸送体分子種間で親和性が大きく異なる薬剤の開発が進んでおり、虚血・再環流障害、不整脈などの病態治療に使用可能な阻害薬の開発が期待されている。3)Na^+/Ca^<2+>交換輸送体の異なった分子種の生理機能と病態における役割、並びに、輸送体分子内機能ドメインの機能的重要性をin vivoモデルで検討するため、トランスジェニックマウス、ノックアウトマウスを用いた研究を進めている。また、Na^+/H^+交換系に関しては、この輸送系各アイソフォームに共通で機能発現に必須な内在性cofactorが本研究で発見され、輸送系とこの蛋白質の相互部位が明らかにされた。現在その作用機序の詳しい検討が行われている。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] Iwamoto,T. et al.: "Protein kinase C-dependent regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms NCX1 and NCX3 does not require their direct phosphorylation."Biochemistry. 49. 17230-17238 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamoto,T. et al.: "Chimeric analysis of Na^+/Ca^<2+> exchangers NCX1 and NCX3 reveals structural domains important for differential sensitivity to external Ni^<2+> or Li^+."J Biol Chem. 274. 23094-23102 (1999)

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  • [文献書誌] Pan,Y. et al.: "Physiological significance of the intracellular Ca^<2+>-orNa^+-dependent regulation of activity of the Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1."Am.J.Physiol.. 279. C393-C402 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamoto,T. et al.: "The Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1 has oppositely oriented reentrant loop domains that contain conserved a spartic acids whose mutation alters its apparent Ca^<2+> affinity."J Biol Chem.. 275. 38571-38580 (2000)

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  • [文献書誌] Iwamoto,T. et al.: "Structual domains influencing sensitivity to isothiourea derivative inhibitor KB-R7943 in cardiac Na^+/Ca^<2+> exchanger."Mol Pharmacol.. 59. 524-531 (2001)

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  • [文献書誌] Pang,T. et al.: "Calcineurin-homologue protein as an essential cofactor for Na^+/H^+ exchangers."J.Biol.Chem.. 276(in press). (2001)

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  • [文献書誌] Shigekawa,M. et al.: "Protection Against Ischemia/Reperfusion Damage of the Heart"Springer-Verlag,Tokyo. 3-21 (1998)

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  • [文献書誌] Ikeda,T. et al.: "The Ischemic Heart"Kluwer Publishers,Boston. 189-197 (1998)

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  • [文献書誌] iwamoto, T.and Shigekawa, M.: "Differential inhibition of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms by divalent cations and isothiourea derivative."Am. J.Physiol. 275. C423-C430 (1998)

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  • [文献書誌] Iwamoto, T., Wakakabayashi, S., Imagawa, T., Shigekawa, M.: "Na^+/Ca^<2+> exchanger overexpression impairs calcium signaling in fibriblasts : Inhibition of [Ca^<2+>] rise at cell periphery and retardation of cell adhesion."Eur. J.Cell Biol.. 76. 228-236 (1998)

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  • [文献書誌] Ikeda, T., Iwamoto, T., Wakabayashi, S., and Shigekawa, M.: "Overexpression of the Na^+/Ca^<2+> exchanger reveals a critical role of Ca^<2+> in growth factor-induced activation of the Na^+/H^+ exchanger (NHE1)."Am. J.Physiol.. 274. C1537-C1544 (1998)

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  • [文献書誌] Iwamoto, T., Pan, Y., Nishitani, T., Wakabayashi, S., and Munekazu Shigekawa, M.: "Protein kinase C-dependent regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms NCX1 and NCX3 does not require their direct phosphorylation."Biochemistry. 49. 17230-17238 (1998)

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  • [文献書誌] Pan, Y.: "Physiologival role of the regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger by intracellular cations."Osaka Daigaku Igakuzassi. 51. 61-70 (1999)

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  • [文献書誌] Iwamoto, T., Nishitani, T., Pan Y., Uehara, A., Imanaga, I., and Shigekawa, M.: "Unique topology of the internal repeats in the cardiac Na^+/Ca^<2+> exchanger."FEBS Lett. 446. 264-268 (1999)

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  • [文献書誌] Iwamoto, T., Uehara, A., Nishitani, T., Imanaga, I., and Shigekawa, M.: "Chimeric analysis of Na^+/Ca^<2+> exchangers NCX1 and NCX3 reveals structural domains important for differential sensitivity to external Ni^<2+> or Li^+"J Biol. Chem.. 274. 23094-23102 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Pan, Y., Iwamoto, T, Uehara, A., Nakamura, T.Y., Imanaga, I., Shigekawa, M.: "Physiological significance of the intracellular Ca^<2+>-or Na^+-dependent regulation of activity of the Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1"Am. J.Physiol.. 279. C393-C402 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamoto T, Uehara A, Imanaga I, Shigekawa M.: "The Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1 has oppositely oriented reentrant loop domains that cotain conserved aspartic acids whose mutation alters its apparent Ca^<2+> affinity"J Biol Chem.. 275. 38571-28580 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tashiro, M., Konishi, M., Iwamoto, T., Shigekawa, M., Kurihara, S.: "Transport of magnesium by two isoforms of the Na^+/Ca^+ exchanger expressed in CCL39 fibroblasts."Pflugers Arch.. 440. 819-827 (2000)

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  • [文献書誌] Wakabayashi, S., Pan, T., Su, X., Shigekawa, M.: "Second mutations rescue point mutant of the Na^+/H^+ exchanger NHE1 showing defective surface expression."FEBS Lett. 487. 257-261 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakabayashi, S.Pang, T., Su, X., Shigekawa, M.: "A novel topology model of the human Na^+/H^+ exchanger NHE1"J.Biol. Chem.. 275. 7942-7949 (2000)

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  • [文献書誌] Kobayashi, Y., Pang, T., Iwamoto, T., Wakabayashi, S., Shigekawa, M.: "Lithium activates the Na^+/H^+ exchanger : Isoform specificity and inhibition by genistein"Pflugers Arch. 439. 455-462 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakimoto K, Kobayashi K., Kuro-O M, Yao A, Iwamoto T, Yanaka N, Kita S, Nishida A, Azuma S, Toyoda Y, Omori K, Imahie H, Oka T, Kudoh S, Kohmoto O, Yazaki Y, Shigekawa M, Imai Y, Nabeshima Yi, Komuro I.: "Targeted disruption of Na^+/Ca^<2+> exchanger gene leads to cardiomyocyte apoptosis and defects in heartbeat."J.Biol. Chem.. 275. 36991-36998 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishitani, T., sampaolesi, M., Iwata, Y., et al: "Stretch-activated cation-permeable Channels are activated in cultured myotubes from skeletal muscle of sarcoglycan deficient hamster."Am. J.Physiol.. (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamoto T, Kita S, Uehara A, Inoue Y, Taniguchi Y, Imanaga I, Shigekawa M.: "Structural domains influencing sensitivity to isothiourea derivative inhibitor KB-R7943 in cardiac Na^+/Ca^<2+> exchanger"Mol Pharmacol.. 59. 524-531 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sampaolesi, M., Yoshida, Y., Iwata, Y., Hanada, H., Shigekawa, M.: "Stretch-induced cell damage in sarcoglycan-deficient myotubes"Pflugers Arch.. (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Pang, T., Su, X., Wakabayashi, S., Shigekawa, M.: "Calcineurin-homologue protein as an essential cofactor for Na^+/H^+ exchangers"J.Biol. Chem.. 276 (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Pan,Y.: "Physiological significance of the intracellular Ca^<2+>-or Na^+-dependent regulation of activity of the Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1."Am.J.Physiol.. 279. C393-C402 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto,T.: "The Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1 has oppositely oriented reentrant loop domains that contain conserved aspartic acids whose mutation alters its apparent Ca^<2+> affinity"J.Biol.Chem.. 275. 38571-38580 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wakimoto K.: "Targeted disruption of Na^+/Ca^<2+> exchanger gene leads to cardiomyocyte apoptosis and defects in heartbeat."J.Biol.Chem.. 275. 36991-36998 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tashiro,M.: "Transport of magnesium by two isoforms of the Na^+/Ca^<2+> exchanger expressed in CCL39 fibroblasts."Pflugers Arch. 440. 819-827 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wakabayashi,S.: "A novel topolagy model of the human Na^+/H^+ exchanger NHE1."J.Biol.Chem.. 275. 7942-7949 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi,Y.: "Lithium activates the Na^+/H^+ exchanger : Isoform specificity and inhibition by genistein."Pflugers Arch.. 439. 455-462 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigekawa M.: "Na^+/Ca^<2+> exchanger : molecular and Pharmacological aspects. In Control and Diseases of sodium Dependent Transport Proteins and Ion Channels (Ed by Suketa,Y.et al.)."Elsevier Science B.V.,Amsterdam.. 73-76 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Twamoto,T.: "Protein kinase c-dependent regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger, In Control and Disease of Sodium Dependent Transport Proteins and Ion Channels (Ed by Suketa,Y. et al)"Elsevier Science B.V.,Amsterdam. 91-92 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto, T.: "Unique topology of the internal repeats in the cardiac Na^+/Ca^<2+> exchanger"FEBS Lett. 466. 264-268 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto, T.: "Chimeric analysis of Na^+/Ca^<2+> exchangers NCX1 and NCX3 reveals structural domains important for differential sensitivity to external Ni^<2+> or Li^+"J. Biol Chem.. 274. 23094-23102 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi, Y.: "Lithium activates the Na^+/H^+ exchanger : Isoform specificity and inhibition by genistein"Pflugers Arch. 439. 455-462 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Pan, Y.: "Physiological significance of the intra cellular Ca^2^+_- or Na^+_- dependent regulation of activity of the Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1"Am. J. Physiol. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto,T.: "Differental inhibition of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms by divalent cationo and isotluourea derivative." Am.J.Physiol.275. C┣D2423┫D2-C┣D2430┫D2 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto,T.: "Na^+/Ca^<2+> exchanger overexpression impairs calcium signaling in fibribbsts:Inhibition of 〔Ca^<2+>〕rise at cell periphery and retardation of cell adhesion." Eur.J.Cell Biol. 76. 228-236 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamoto,T.: "Protein kinase C-dependent regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms NCX1 and NCX3 does not require their direct phosphorylation" Biochemistry. 49. 17230-17238 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ikeda,T.: "Overexpression of the Na^+/Ca^<2+> exchanger reveals a critical role of Ca^<2+> in growth factor-induced activation of the Na^+/H^+ exchanger(NHE1)" Am.J.Physiol. 274. C┣D21537┫D2-C┣D21544┫D2 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshida,T: "Bi-directional signaling between sarcoglycans and integrin adhesion system in cultured L6 myocytes" J.Biol.Chem.273. 1583-1590 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Iwata,Y: "α1-Syntrophin has distinct binding sites for actin and Calmodulin" FEBS Lett. 423. 173-177 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shigekawa,M: "Protection Against Ischemia/Reperfusion Damage of the Heart (Abiko,Y.and Kormagyn,M.,eds.)" Springer-Verlag,Tokyo, 3-21 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ikeda,T.: "The Ischemic Heart (Ed by Mochizuki,N.et al.)" Kluwer Publishers,Boston, 189-197 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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