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2017 年度 実績報告書

L型Caチャネル調節機構の総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K08181
研究機関鹿児島大学

研究代表者

亀山 正樹  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (60150059)

研究分担者 徐 建軍  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 講師 (10581689)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードCaチャネル / カルモジュリン / Aキナーゼ / Ca2+依存性調節 / リン酸化
研究実績の概要

Cav1.2 L型Caチャネルは、心筋細胞や神経細胞を含む興奮性細胞に広く分布して、筋の興奮収縮連関や神経細胞の可塑性など、細胞機能に重要な役割を担っている。Cav1.2チャネルは、cAMP-PKA(Aキナーゼ)系の作用によりリン酸化を受けて、そのチャネル活性が上昇することが知られている。この分子機構として、Cav1.2チャネルのα1サブユニットのC末部には、PCRDとDCRDと呼ばれる部位があり、互いに結合してチャネル活性を抑制しているが、PCRD部位のリン酸によりその結合がはずれ、その結果、チャネル活性が上昇するという説がある。また、Cav1.2 チャネルには、Ca2+結合蛋白カルモジュリン(CaM)が結合していて、細胞内Ca2+濃度による2つの調節機構、即ち、Ca2+依存性増強(CDF)とCa2+依存性不活性化(CDI)、を担っており、チャネル活性は細胞内Ca2+の濃度変化に強い影響を受けている。
我々は、前年度までにAキナーゼによるリン酸化の調節がCa2+依存性調節の中心をなすCaMの作用とリンクしている可能性を新たに発見した。即ち、DCRDのC端側に続く領域がα1サブユニットのC末近位部のカルモジュリン結合部位と結合することを発見したのである。これにより、PKAのチャネル増強作用は、同C末部のチャネル抑制がリン酸化により取れて、CaMのチャネル活性化作用が増強されるという仮説を提唱した。今年度は、その仮説を検証するため、Cav1.2チャネルのPKAリン酸化部位のアミノ酸セリンをアスパラギン酸(phosphomimetic、SD変異)またはアラニン(phosphoresistant、SA変異)に置換したC末ペプチドとCaMの結合を調べ、低Ca2+濃度でのCaM結合がSD変異で高くSA変異で低いことを見出した。これは我々の仮説を支持する結果である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 中国医科大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国医科大学
  • [雑誌論文] A novel role of the antitumor agent tricyclodecan-9-yl-xanthogenate as an open channel blocker of KCNQ1/KCNE12018

    • 著者名/発表者名
      Wu, MK, Takemoto M, Luo H, Xu JJ, Lu MH, Kameyama M, Takumi T, Song WJ
    • 雑誌名

      Eur J Pharmacol

      巻: 824 ページ: 99-107

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2018.02.013

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Calmodulin and ATP support activity of Cav1.2 channels by dynamic interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Minobe E, Mori MX, Kameyama M
    • 雑誌名

      J Physiol

      巻: 595 ページ: 2465-2477

    • DOI

      10.1113/JP273736

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] カルモジュリンとATPによるCav1.2チャネルの制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      蓑部悦子、森誠之、亀山正樹
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
  • [学会発表] Cav1.2型チャネルC末端の自己調節を基にしたPKAリン酸化のチャネル調節機序2018

    • 著者名/発表者名
      高青華、雷明、徐建軍、蓑部悦子、朱曜南、ハオ麗英、亀山正樹
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
  • [学会発表] 神経細胞とCa2+チャネル2017

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹
    • 学会等名
      鹿児島神経科学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of Cav1.2 channels by calmodulin: A study on genetically mutated channels2017

    • 著者名/発表者名
      蓑部悦子、森誠之、亀山正樹
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
  • [学会発表] The mechanism for PKA-mediated facilitation of Cav1.2 channel: A new model2017

    • 著者名/発表者名
      呂力ティン, 高青華, 雷明, 徐建軍, 蓑部悦子, 亀山正樹.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
  • [学会発表] Cav1.2 型Ca2+チャネルC 末端部におけるPKAリン酸化のチャネル活性調節機序2017

    • 著者名/発表者名
      高青華、雷明、徐建軍、蓑部悦子、朱曜南、ハオ麗英、亀山正樹
    • 学会等名
      第68回西日本生理学会
  • [備考] http://www.kufm.kagoshima-u.ac.jp/~physiol2/

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公開日: 2018-12-17  

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