代謝型グルタミン酸受容体の分子構築と機能制御機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13041015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 久保 義弘 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (80211887)
• Keywords: 代謝型 / グルタミン酸 / 受容体 / Homer / Gd^<3+>

Research Abstract

我々は,代謝型グルタミン酸受容体(mGluR1α)が示す細胞外Ca^<2+>やGd^<3+>などの多価陽イオン感知能を解析する過程において、発現系によりmGluR1αのGd^<3+>応答能に差が見られることを見いだした。その分子基盤の一つとして、mGluR1αをクラスター化/離散化させる分子であるHomerの有無を想定し、Homerの共発現がmGluR1αの受容体機能に及ぼす作用について、HEK293細胞一過性発現系を用いて細胞内Ca^<2+>濃度の測定により解析した。その結果、(1)Homerの共発現がmGluR1αのグルタミン酸応答のピーク値・応答の立ち上がり速度・グルタミン酸に対する用量応答関係に影響を及ぼすこと、(2)mGluR1αをクラスター化させる分子であるHomer1cの共発現によりGd^<3+>投与に対する応答が出現すること、を明らかにしてきた。本年度は(1)Homer結合能を欠くmGluR1α mutantP1147Eでは上記に示したHomer共発現の影響が観察されないという結果から、mGluR1αとHomerとの結合がグルタミン酸応答に対する性質に影響を与えていることを実証し、(2)mGluR1αの細胞表面での発現量に対するHomer共発現の影響の免疫組織学的解析により、クラスター能を欠くHomer1aの共発現は細胞表面でのmGlluR1の発現を増大させ、一方Homer1cは細胞表面での発現を減少させることを示し、(3)Homer分子が、グルタミン酸応答に対する影響と同様の効果を細胞外Ca^<2+>に対する応答に関しても示すことを明らかにした。Homerがグルタミン酸に対する用量応答関係に与えた影響の一部は、細胞表面におけるmGluR1α量の制御により説明できると思われる。しがしながらこのメカニズムではGd^<3+>投与に対する応答が出現することを説明することはできず、mGluR1αのリガンド受容という機能がHomer分子との結合により何らがの質的変化を示している可能性が示唆される。

Research Products

• [Publications] Kubo Y, Murata Y.: "Control of rectification and permeation by two distinct sites after the second transmembrane region in Kir2.1 K^+ channel"J.Physiol. 531. 645-660 (2001)
• [Publications] Saitoh O, Masuho I, Terakawa I, Nemoto S, Asano T, Kubo Y: "RGS8 requires its N-terminus for subcellular localization and acute desensitization of G protein gated K^+ channels"J.Biol.Chem. 276. 5052-5058 (2001)
• [Publications] Murata Y, Okado H, Kubo Y.: "Characterization of heteromultimeric G-protein coupled in wardly rectifying potassium channels of the tunicate"J.Biol.Chem. 276. 18529-18539 (2001)
• [Publications] Murata Y, Okado H, Katsuyama Y, Okamura Y, Kubo Y: "Primary structure, developmental expression and functional properties of an inward rectifier K+ channel of the tunicate"Receptors and Channels. 7. 387-399 (2001)
• [Publications] Soom M, Schonherr R, Kubo Y, Kirsch C, Klinger R, Heinemann SH: "Multiple PIP_2 binding sites in Kir2.1 inwardly rectifying potassium channels"FEBS lett.. 490. 49-53 (2001)
• [Publications] Misaka T, Miyashita T, Kubo Y: "Primary structure of a dynamin-related mouse mitochondrial GTPase and its distribution in brain, subcellular localization and effect on mitochondrial morphology"J.Biol.Chem. (in press).