スローKチャネル中性アミノ酸残基置換による電位依存性活性化ゲーティングの変化

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04670048
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 老木 成稔 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (10185176)
• キーワード: スローKチャネル / 電位依存性ゲーティング / 中性アミノ酸置換 / キネティクス / 脂質平面膜法

研究概要

スローKチャネルを発現させたツメガエル卵母細胞をカット・オープン法で記録することによって長時間安定な記録が可能となった。同時にこの方法は速い電位固定も可能であるので、電位依存性活性化過程の初期の過程を捉えられた。このようにして得られた電流記録のキネティクス解析を行ない、変異によって電位依存性が過分極側にシフトすることがあきらかになった。みかけ上活性化過程が速くなるのは指数関数の速い成分が相対的に大きくなっているためであった。静止電位での定常状態の分布が野生型にくらべ開状態に近いところに分布すると考えられる。電位依存性がシフトするという事実とあわせると膜貫通部位のロイシンからイソロイシンに置換することによって疏水性相互作用が弱くなり、チャネル閉状態の安定性が悪くなるという解釈が最も妥当である。中性アミノ酸置換の効果を状態図の枠組みの中で捉えることができた。
卵母細胞に発現したスローKチャネルを膜分画として取り出し、脂質平面膜に膜融合で組み込み、チャネル活性の記録を単一チャネルレベルで行うことを試みたが、明瞭な単一チャネル活性は記録できなかった。ナイスタチン法などを使って技術的な問題点は全てクリアしているから、単一チャネル電流の大きさが私達の方法でも検出できない程度に小さいと結論せざるを得ない。
ごく最近提出された膜を2回貫通するというモデルを検討したところ、このモデルでも十分に私達の実験結果を説明できることが判明した。このモデルから引き出される他のカチオンチャネルとの関連について検討した。

研究成果

• [文献書誌] S.Oiki: "Alterations of gating parameters by neutral substitutions of transmembrane leu^<52> of slow potassium channel." Ann.N.Y.Acad.Sci. 707. 402-405 (1993)
• [文献書誌] S.Oiki: "A simultaneous evaluation method of purity and apparent stability constant of Ca‐chelating agents and selectivity coefficient of Ca‐selective electrodes." Cell Calcium. 15. 199-208 (1994)
• [文献書誌] S.Oiki: "Apparent stability constants and purity of Ca‐chelating agents evaluated using Ca‐selective electrodes by the double‐log optimization method." Cell Calcium. 15. 209-216 (1994)
• [文献書誌] S.Oiki: "Asymmetric gramicidin channels:Heterodimeric channels with a single foVal^1 residue." Biophys.J. (in press).
• [文献書誌] 老木成稔: "イオンチャネルの構造と機能:ポアからゲートへ" ブレイン サイエンス. (印刷中).
• [文献書誌] S.Oiki: "Towands Molecular Biophysics of Ion Channels" M Sokabe,A.auerbach & F.J.Sigworth, (1994)