カルモジュリンによるL型Caチャネルの活性制御の分子機構の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25460294
• 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(薬)学総合研究科, 助教 (00448581)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: カルモジュリン / ATP / カルシウムチャネル / パッチクランプ / inside-out / カルシウム

研究実績の概要

カルモジュリンによるCav1.2チャネルの活性調節機構を解明することを目的とする。これまでの研究から、カルモジュリンがチャネル制御の主因子であり、その作用は細胞内カルシウム濃度により調節されていることを報告した。さらに、カルモジュリン濃度に依存したチャネル活性の調節、ATP濃度依存性のチャネル活性の調節について報告した。
本研究では、Cav1.2チャネルのカルボキシル末端側に遺伝子工学的手法によりカルモジュリンを結合させた変異体の活性を基準とし、さらにカルモジュリンのカルシウムイオン結合部位に変異を加え、カルシウム依存性について検討した。また、カルモジュリンを付加し、カルモジュリン濃度依存性のチャネル活性調節について検討した。
方法としては、チャネルを培養細胞に発現させ、電気生理学的手法を用いて電流記録を行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

変異カルモジュリン結合チャネルのカルシウム依存性の特性については一定の結果が得られたが、カルモジュリン濃度依存性についての検討が不十分である。

今後の研究の推進方策

変異カルモジュリン結合チャネルの電気生理学的な特性についてまとめる。チャネル本体にアミノ酸変異を導入し、カルモジュリンの結合様式を検討するためのプラスミドは整った。それらを培養細胞に導入し、電流特性を調べる。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation of L-type (CaV1.2) Ca(2+) channels by calmodulin and ATP. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaki Kameyama, Etsuko Minobe, Jian-Jun Xu, Dong-Yun Han, Hadhimulya Asmara, Asako Kameyama, Rui Feng, Shuyuan Liu, Li-Ying Hao
  • 雑誌名: Nihon Yakurigaku Zasshi 巻: 144 ページ: 222-226
• [雑誌論文] The individual N- and C-lobes of calmodulin tether to the Cav1.2 channel and rescue the channel activity from run-down in ventricular myocytes of guinea-pig heart. (2014)
  • 著者名/発表者名: Dongxue Shao, Meimi Zhao, Jianjun Xu, Rui Feng, Feng Guo, Huiyuan Hu, Xuefei Sun, Qingha Gao, Guilin He, Wei Sun, Hongmei Wang, Lifeng Yu, Suyuan Liu, Yaonan Zhu, Etsuko Minobe, Tong Zhu, Masaki Kameyama, Liying Hao
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 588 ページ: 3855-3861
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.09.029.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new phosphorylation site in cardiac L-type Ca2+ channels (Cav1.2) responsible for its cAMP-mediated modulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Etsuko Minobe, Sachiko Maeda, Jianjun Xu, Liying Hao, Asako Kameyama, Masaki Kameyama
  • 雑誌名: American Journal of Physiology Cell Physiology 巻: 307 ページ: C999-C1009
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00267.2014.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adenosine triphosphate regulates the activity of guinea pig Cav1.2 channel by direct binding to the channel in a dose-dependent manner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Rui Feng, Jianjun Xu, Etsuko Minobe, Asako Kameyama, Lei Yang, Lifeng Yu, Liying Hao, Masaki Kameyama
  • 雑誌名: American Journal of Physiology Cell Physiology 巻: 306 ページ: C856-C863
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00368.2013.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] PKA-mediated facilitation of cardiac Cav1.2 channel through uncovering calmodulin binding sites by distal C-terminus of α1c subunit. (2015)
  • 著者名/発表者名: Jianjun Xu, Etsuko Minobe, Yu Sun, Liting Lu, Ming Lei, Kazuto Yazawa, Masaki Kameyama
  • 学会等名: 日本生理学会大会
  • 発表場所: 兵庫 (神戸国際会議場・展示場）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] Regulation of cardiac Cav1.2 channel by redox via modulation of CaM interaction with channel (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Sun, Jianjun Xu, Etsuko Minobe, Shoken, Shimoara, Liying Hao, Masaki Kameyama
  • 学会等名: 日本生理学会大会
  • 発表場所: 兵庫 (神戸国際会議場・展示場）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] Lobe-specific interactions of calmodulin with C-terminal tails of cardiac CaV1.2 channel. (2014)
  • 著者名/発表者名: Dongxue Shao, Jianjun Xu, Meimi Zhao, Etsuko Minobe,Liying Hao, Masaki Kameyamao
  • 学会等名: 西日本生理学会
  • 発表場所: 沖縄 (琉球大学研究者交流施設50周年記念館）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] Cav1.2Ca2+チャネルとCaMの相互作用の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: Dongxue Shao, Meimi Zhao, 何桂林、郭鳳、呂力婷、蓑部悦子、徐建軍、亀山亜砂子、Tong Zhu、Liying Hao、亀山正樹
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
  • 発表場所: 愛知 (自然科学研究機構生理学研究所）
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [備考] 鹿児島大学大学院医歯学総合研究科神経筋生理学講座
  • URL: http://www.kufm.kagoshima-u.ac.jp/~physiol2/
• [備考] イオンチャンネルに作用する薬物と毒物
  • URL: http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/rdc/search/upload/kameyama-med.pdf