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2018 年度 実績報告書

Cav1.2チャネルの活性とカルモジュリン結合部位との機能的相関の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K08499
研究機関鹿児島大学

研究代表者

蓑部 悦子  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 講師 (00448581)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードカルモジュリン / ATP / カルシムチャネル / パッチクランプ法 / inside-out / カルシウム / Cav1.2 / run-down
研究実績の概要

Cav1.2チャネルは細胞内Ca濃度の変化によって、その活性が調節され、Ca結合タンパクであるカルモジュリンによって仲介される。これまでにカルモジュリンによるCav1.2チャネルの活性調節については様々な分子モデルが提唱されているが、統一した見解には至っていない。従来のモデルは1分子のカルモジュリンが細胞内Ca濃度の上昇に伴い、チャネルとの結合様式を変えることで、チャネルの活性化、不活性化を起こすというものである。我々は1分子のカルモジュリンがチャネルを活性化し、さらに別のカルモジュリンがチャネルを不活性化するという2分子のカルモジュリンの結合によるチャネルの活性調節モデルを提唱した。
本研究では、前年度の計画を継続し、カルモジュリンをチャネルにリンクさせた変異体にアミノ末端側の変異を加えた、2つのチャネル変異体(N末端側にあるカルモジュリン結合部位にアミノ酸変異を導入したものと、N末端側細胞内ドメインを切断したもの)を用いた。Ca濃度依存性の不活性化は高濃度Ca(10 microM)を、カルモジュリン濃度依存性の不活性化は高濃度カルモジュリン(10 microM)を付加した条件でのチャネル活性を測定することにより判定した。
その結果、1分子のカルモジュリンによるチャネルの不活性化は、高濃度Ca付加では観察されなかったことから、チャネルのアミノ末端側にあるカルモジュリンの結合部位が必要であることが確認できた。また、高濃度カルモジュリンを付加すると、チャネルのアミノ末端側の変異体でも不活性化が観察されたことから、2分子のカルモジュリンによるチャネルの不活性化には、アミノ末端側は関与しないことが確認された。
結論として、Cav1.2チャネルの不活性化には、チャネルN末端を要する様式と要しないものがあると考えられる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Purification of insoluble GST-fused and GST-cleaved Cav1.2 channel fragment by denaturation and renaturation.2019

    • 著者名/発表者名
      Qinghua Gao, Etsuko Minobe, Masaki Kameyama, Jianjun Xu
    • 雑誌名

      Protein Expression and Purification

      巻: 160 ページ: 7-10

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PKA phosphorylation of Cav1.2 channel modulates the interaction of calmodulin with the C terminal tail of the channel.2018

    • 著者名/発表者名
      Ming Lei, Jianjun Xu, Qinghua Gao, Etsuko Minobe, Masaki Kameyama, Liying Hao
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 137 ページ: 187-194

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2018.05.010. Epub 2018 Jun 19.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of Ca2+, lobe-specificity, and CaMKII on CaM binding to NaV1.1.2018

    • 著者名/発表者名
      Jianing Li, Zhiyi Yu, Jianjun Xu, Rui Feng, Qinghua Gao, Tomasz Boczek, Junyan Liu, Zhi Li, Qianhui Wang, Ming Lei, Jian Gong, Huiyuan Hu, Etsuko Minobe, Hong-Long Ji, Masaki Kameyama, Feng Guo
    • 雑誌名

      Intetnational Journal of Molecular Science

      巻: 19 ページ: 2495-2510

    • DOI

      10.3390/ijms19092495

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] tructure analysis of the binding between Cav1.2 channel and calmodulin.2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kameyama, Etsuko Minobe, Jianjun Xu, Qinghua Gao
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Cav1.2 channel inactivation induced by two molecules of calmodulin.2019

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Minobe, Masayuki X Mori, Masaki Kameyama
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Cav1.2型Caチャネルへのカルモジュリンの結合モデル:分子シミュレーション研究2018

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹、蓑部悦子、徐建軍、高青華
    • 学会等名
      第69回西日本生理学会
  • [学会発表] カルモジュリンのCav1.2型Caチャネルへの結合の分子シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹、蓑部悦子、徐建軍、高青華
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
  • [備考] 鹿児島大学大学院医歯学総合研究科研究室紹介

    • URL

      https://www2.kufm.kagoshima-u.ac.jp/field/advanced-therapeutics/f101/02.html

  • [備考] 鹿児島大学大学院医歯学総合研究科神経金生理学教室ホームページ

    • URL

      http://www.kufm.kagoshima-u.ac.jp/~physiol2/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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