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電位依存性ナトリウムチャネルβサブユニットはチャネル機能調節、細胞接着を担う多機能タンパクであり、特発性てんかん熱性けいれんプラス(GEFS+)の原因遺伝子として同定されている。申請者はX線結晶構造解析によって、βサブユニットがＮ末側βストランドの交差によって結合するstrand-exchanged dimerを形成すること、さらにそのdimerが逆平行の平面構造を結晶内で形成していることを明らかにした。本年度までに①strand-exchanged dimer形成によってβサブユニットのhomophilicな細胞接着活性を増加させ、ある特定の細胞外マトリックス成分に対してはその結合能を低下させること、②GEFS+変異はβサブユニットのhomophilicな細胞接着活性を低下させること、③βサブユニットのstrand-exchanged dimer 形成とナトリウムチャネル本体と結合は競合的な関係にあること、④strand-exchanged dimerの形成速度は極めて遅いこと、などを明らかにした。本年度は光クロスリンク法によって細胞間相互作用を解析する実験系を確立し、βサブユニットの細胞接着機能と逆平行平面構造との関連について解析した。結晶構造で同定されたβサブユニットの逆平行インターフェース上に対して光クロスリンク能を持つ非天然型アミノ酸（pBpa）を部位特異的に導入し、このタンパクを発現する動物細胞を作成した。そして接着状態の発現細胞に対してUV照射したところ、クロスリンク産物としてβサブユニットオリゴマーを検出された。このことから、細胞接着面においては結晶内で確認された逆平行平面構造が実際に存在し、逆平行インターフェースを介してβサブユニットは接着していると考えられる。一方、4種類のGEFS+変異体を用いたクロスリンク実験ではβサブユニットオリゴマーは検出されなかったことから、GEFS+発症メカニズムとこれらの構造的特徴および細胞接着活性との関連性が示唆された。
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