新規メカニズム導入によるイオンチャネル作用薬の効率的探索法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15659040
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 今泉 祐治 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (60117794)
• 研究分担者: 大矢 進 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (70275147)
• キーワード: イオンチャネル作用薬 / 膜電位感受性色素 / カリウムチャネル / 高効率薬物候補検索 / 創薬

研究概要

現在、汎用されている代表的なオキソノール系蛍光色素としてDiBAC_4(n)が挙げられる。陰イオンであるDiBACは細胞膜を良く透過するため、細胞外液中に存在させると膜電位差が減少した時には細胞内へより多く分布し、不特定の細胞質蛋白と結合して、細胞内からの蛍光強度を増す。細胞外のfreeのDiBACは微弱な蛍光しか発しない。アーチファクトが生じやすい理由は、本来は極めて短い色素の蛍光寿命が、不特定の細胞質蛋白との結合により延長されて測定が可能となっているため、蛋白と色素の結合に影響を与える化合物は、イオンチャネルに作用しなくても蛍光強度を変化させるからである。上記の欠点を解消するため、次のような系を考案した。DiBAC系膜電位感受性蛍光色素に標識化学構造を化学合成により付加した。一方、その標識部位を特異的に認識する蛋白を遺伝子導入により細胞に高発現させることに成功した。付加的化学構造を持つ色素は特異的結合蛋白に優先的に結合するため、不特定の細胞内蛋白との結合は防がれ、かつより高効率の蛍光を発することが可能性となる。構造が比較的単純な精巣型アンジオテンシン転換酵素とその阻害薬カプトプリル類縁化合物の利用を検討した。特異的結合蛋白を低分子化することにより色素との結合・解離速度を上昇させることができる。以上から、アーチファクトの減少と反応速度の上昇が得られると推測され、現在その点に検討を加えている。

研究成果

• [文献書誌] Hatano N. et al.: "Two arginines in C-terminus domain are essential for the voltage-dependent regulation of A-type K^+ current in the Kv4 channel subfamily"Journal of Biological Chemistry. 279(7). 5450-5459 (2004)
• [文献書誌] Muraki K. et al.: "The TRV2 is a component of osmotically-sensitive cation channels in murine aortic myosytes"Circulation Research. 93(9). 829-838 (2003)
• [文献書誌] Muraki K. et al.: "Effects of KRN4884, a novel K^+ channel opener, on ionic currents in rabbit femoral arterial myocytes"Journal of Pharmacological Sciences. 93(3). 289-298 (2003)
• [文献書誌] Ohwada T. et al.: "Dehydroabietic acid derivatives as a novel scaffold for large-conductance calcium-activated K^+ channel openers"Bioorg.Med.Chem.Lett.. 13(22). 3971-3974 (2003)
• [文献書誌] Hatano N. et al.: "Dihydropyridine Ca^<2+> channel antagonists and agonists block Kv4.2, Kv4.3, and Kv1.4 K^+ channels in HEK293 cells"British Journal of Pharmacology. 139(3). 533-544 (2003)
• [文献書誌] Murakami M. et al.: "Modified cardiovascular L-type channels in mice lacking the voltage-dependent Ca^<2+> channel β3 subunit"Journal of Biological Chemistry. 278(44). 43261-43267 (2003)