アセチルコリンレセプターの燐酸化における細胞内情報伝達とその調節機構の解明

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06807005
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 西崎 知之 神戸大学, 医学部, 講師 (00221474)
• 研究分担者: 岡田 安弘 神戸大学, 医学部, 教授 (40073069)
• キーワード: アセチルコリンレセプター / 蛋白キナーゼC / 蛋白キナーゼA / 燐酸化 / パッチクランプ / カルシウム透過性 / メッセンジャーRNA / 部位特異的変異

研究概要

アセチルコリンレセプター(AChR)の蛋白キナーゼC(PKC)、cAMP依存性蛋白キナーゼ(PKA)による燐酸化部位の組換え体を作製し、アフリカツメガエル卵母細胞膜に発現させた。これらのキナーゼによる燐酸化がAChRチャンネル特性に対してどのような効果があるかをwhole cell voltage clamp 及び patch clamp法で検討した。AChRのPKC燐酸化を模擬しているミュータントAChR(ma+PKC/NA333 mδ+PKC/NA377)でシングルチャンネルコンダクタンスは増大し、脱感作は促進したが、PKC脱燐酸化状態と考えられるmα△ PKC/Ser333mδ△ /Ser377では逆の作用が認められた。さらにmα+PKC/NA333 mδ+PKC/NA377においてはCa^<2+>透過性が減少し、mα△ PKC/Ser333 mδ△PKC/Ser377では増大していた。これらの効果は正常AChRにおいて内因性PKCを活性化させた状態、あるいはPKA/NA353.354mδ+PKA/NA361.362)でチャンネル脱感作は促進し、Ca^<2+>透過性を増加させていた。逆にPKA脱燐酸化を模擬しているミュータントAChR(mγ△PKA/Ser353.354 mδ△PKA/Ser361,362)では脱感作を抑制し、Ca^<2+>透過性も減少していた。Ca^<2+>透過性調節はPKC燐酸化部位に関してはδサブユニットのSer377が関与し、PKA燐酸化部位に関してはγサブユニットのSer353が関与することが判明した。以上の結果よりAChRはPKCとPKA燐酸化の二重支配による調節機構があることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "Regulation of Ca^<2+> influx through nAChR channel by phosphorylation due to protein kinase C and cAMP-dependent protein kinase." The Japanese Journal of Physiology. 44,Suppl.S57-S57 (1994.)
• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "The γ to ε subunit switch in ACh receptors leads to cAMP-dependent control of desensitization and Ca^<2+> permeabililty." The Japanese Journal of Physiology. 44,Suppl.S58-S58 (1994.)
• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "Direct action of 4-β-phorbol-12,13-dibutyrate (PDBu) on nicotinic acetylcholine receptor channel independent of protein kinase C activation." Neuroscience Letters. 188. 129-131 (1995.)
• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "Activation of endogenous protein kinase C enhances currents through α1 and α2 glycine receptor channels." Brain Research. 687. 214-216 (1995.)
• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "Phosphorylation of protein kinase C and cAMP-dependent protein kinase involves the modulation of nACh receptor channel and the regulation of calcium permeability." The Second Joint Meeting of the Physiological Societies of Japan and U.K.and Eire. Suppl.59-59 (1995.)
• [文献書誌] Tomoyuki Nishizaki: "Lysophosphatidylcholine inhibits NMDA-induced currents by a mechanism independent of phospholipase A_2-mediated protein kinase C activation in hippocampal glial cells." Biochemical and Biophysical Research Communications. 217. 811-816 (1995.)