嗅細胞膜の環状ヌクレオチド感受性イオンチャンネル

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63540557
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 教世 北海道大学, 理学部, 講師 (10001851)
• 研究分担者: 篠沢 隆雄 群馬大学, 工学部, 助教授 (30025449)
• キーワード: 嗅受容器電位発生機構 / 環状ヌクレオチド感受性 / イオンチャンネル / 開閉のダイナミックス / 陽イオン選択性 / 陽イオンチャンネル / 嗅繊毛膜の精製 / イオンチャンネル蛋白分子

研究概要

嗅受容器電位発生を担う環状ヌクレオチド感受性イオンチャンネルについて、以下の成果を得た。
1.嗅細胞各部でのイオンチャンネル分布の確認:酵素処理により単離したカエルの嗅細胞各部から、パッチクランプ法でインサイドアウトパッチ膜を取り、環状ヌクレオチドを細胞内側から作用させることにより、単一イオンチャンネル活動の記録を行った。その結果、嗅繊毛ばかりでなく、デンドライト膜、細胞体膜にも分布していること、又、このチャンネルは、cAMPばかりでなくcGMPにも感受性を持ち、リン酸化を介さずに直接作用を受けることが明らかになった。
2.単位コンダクタンス、開閉のダイナミックス、イオン選択性:二価陽イオン欠除下での単位コンダクタンスは、24pS、1uMcANP、1uMcGMPでの平均開時間は、10msであった。濃度-反応関係は、Hillの式に近似でき、その係数は、1.3-1.6で、親和性(K_<1/2>)は、3-5uMであることから、環状ヌクレオチドのイオンチャンネルに対する作用は、協同的で、結合サイトは、2つあることが推定された。又、チャンネルの一価陽イオンについての選択性は、低いことから、このイオンチャンネルは、単に、陽イオンチャンネルと呼称されべきイオンチャンネルであった。
3.イオンチャンネル蛋白分子の同定:粗製の嗅繊毛膜標本を材料にしたcAMPについての光親和性標識や、蔗糖密度勾配遠心分離による精製嗅繊毛標本についてのcAMPアフィニティ-カラム、SDS-PAGEによる検索から、35-39kDの分子質量の蛋白分子が環状ヌクレオチド感受性イオンチャンネルであることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 篠沢隆雄: "脊椎動物の視細胞と嗅細胞における環状ヌクレオチドによるイオンチャンネルの直接開閉-蛋白質のリン酸化を介さない環状ヌクレオチドの生理機能-" 生物物理. 28. 38-41 (1988)
• [文献書誌] Fukunaga,S.: "Chemotaxis for methamphetamine in Escherichia coli." Microbiol.Immunol.32. 115-117 (1988)
• [文献書誌] Suzuki,N.: "Role of external calcium ions in adaptation process of cyclic nucleotide-induced current in isolated olfactory receptor cells." Proc.Jap.Symp.Taste & Smell. 22. 189-192 (1988)
• [文献書誌] Suzuki,N.: "External calcium effect on adaptation process of cyclic nucleotide-gated current in solitary olfactory receptor cells." Chemical Senses. 14. 318 (1989)
• [文献書誌] Suzuki,N.: "Properties of single cyclic nucleotide-activated ion channels in the olfactory receptor soma membrane." Proc.Jap.Symp.Taste & Smell. 23. 71-74 (1989)
• [文献書誌] Suzuki,N.: "Single cyclic nucleotide-activated ion channel activity in olfactory receptor cell soma membrane." Neurosci.Res.Supl.11. (1990)
• [文献書誌] Suzuki,N.(Ed.I.J.Miller,Jr.): "Cyclic nucleotide-induced conductance increase in solitary olfactory receptor cells.In: The Beidler Symposium On Taste And Smell" Book Service Assoc.,Inc.Winston-Salemn, 8 (1988)
• [文献書誌] Suzuki,N.(Eds.J.G.Brand et al.): "Chapter 23.Voltage-and cyclic nucleotide-gated currents in isolated olfactory receptor cells. In:Chemical Senses Volume 1,Receptor Events and Transduction in Taste and Olfaction." Marcel Dekker,Inc.New York and Basel, 24 (1989)