新規探索因子を用いた膜イオン輸送蛋白の細胞生理機能解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10169266
• 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)
• キーワード: Na^+ / Ca^<2+>交換輸送体 / プロティンキナーゼC / 阻害薬

研究概要

1) 心筋および平滑筋細胞に発現するNa^+/Ca^<2+>交換輸送体(NCX1)の特異的阻害剤として開発したisothiourea誘導体が、神経組織などに発現するNa^+/Ca^<2+>交換輸送体の他の分子種(NCX2およびNCX3)にどのような作用を及ぼすか各分子種cDNAをCCL39細胞に発現させて検討したところ、3種のアイソフォームの輸送基質イオン(Ca^<2+>、Na^+)に対する親和性は同じであるが、阻害薬などの効果には差異が存在した。阻害薬はNCX3をNCX1、NCX2よりも約3倍強く阻害し、一方、金属イオン阻害剤であるNi^<2+>、Co^<2+>などは、NCX3よりもNCX1、NCX2を約10倍強く阻害した。そこで、NCX1とNCX3のキメラ交換体を作成し、isothiourea阻害薬およびNi^<2+>を認識する作用部位を明らかにし、これらの機能的な差異に関わるアミノ酸を同定した。
2) エンドセリン-1、PDGFなどによるこれら分子種の活性制御の機序を検討した。これらの因子はNCX1をCナーゼを介してリン酸化し且つその活性を増大させたが、NCX2及びNCX3に対しては、NCX3のみの活性を増大させ、いずれの輸送体蛋白もリン酸化しなかった。活性制御におけるNCX1輸送体リン酸化の意義を明らかにするため、まず、Cナーゼによる輸送体のリン酸化部位を同定し、リン酸化能を失ったNCX1変異体を作成して上述の生理活性因子の作用を検討したところ、これらの因子の活性化作用は、野生型NCX1の場合と同様に観察された。従って、これらの生理活性因子によるNCX1の活性化には、輸送体自身のリン酸化は関与せず、細胞質のリン酸化蛋白質が関与すると結論した。

研究成果

• [文献書誌] Iwamoto,T: "Differential inhibition of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms by stivalent cations and iscthicurea derivative" Am.J.Physiol. 275. C423-C430 (1998)
• [文献書誌] Iwamoto,T.: "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)
• [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 phosphcrylation." Biochemistry. 49. 17230-17238 (1998)
• [文献書誌] Ikeda,T.: "Overexpression of the Na^+/Ca^<2+> exchanger reveals a critical role of Ca^<2+> in grastor factor-induced activation of the Na^+/H^+ exchanger(NHE1)" Am.J.Physiol. 274. C1537-C1544 (1998)
• [文献書誌] Yoshida,T.: "Bi-directional signaling between sarceylycans and inlegrin adhesion systimin cultured L6 myocytes" J.Biol.Chem. 273. 1583-1590 (1998)
• [文献書誌] Iwata,Y.: "α1-Sgntrophin has distinct binding site for actin and calmodulin" FEBS Lett. 423. 173-177 (1998)
• [文献書誌] Shigekawa,M.: "Protection Against Ischemia/Reperfusion Damage of the Heart(Abiko,Y.and Karmazyn,M.eds.)" Springer-Verlarg,Tokyo, 3-21 (1998)
• [文献書誌] Ikeda,T.: "The Ischemic Heart(Ed by Mochizuki,N.et al)" Kluwer Publishers,Boston, 189-197 (1998)