リアノジン受容体-Ca^<2+>放出チャネルの開口調節機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570084
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: 池本 隆昭 埼玉医科大学, 医学部, 助手 (30275854)
• Keywords: カルシウムイオン / リアノジン受容体 / 骨格筋 / 筋小胞体 / Ca^<2+>によCa^<2+>放出 / ダントロレン

Research Abstract

骨格筋型RyR(RyR1)は骨格筋細胞における細胞内貯蔵Ca^<2+>の生理的Ca^<2+>放出(PhCR)チャネルとして機能するが、一方ではCa^<2+>によるCa^<2+>放出(CICR)チャネルの性質をも有する。すなわち、RyR1分子は異なる刺激に対して、二種類のモード(PhCRモードおよびCICRモード)で開口すると考えられている。本研究ではRyR1を介するCa^<2+>放出を強く抑制するダントロレン(Dan)とその誘導体を薬理的道具として用い、2種の開口モードがそれぞれチャネル分子のどのような分子形態に基づくものかを明らかにするために実験を計画し、以下の結果を得ている。
すでに以前の我々の研究によって、DanはRyRの二つの開口様式に対して異なった影響を及ぼすことが明らかにされていた。また、様々なタイプのDan誘導体を新規に作製し、Ca^<2+>放出に対する機能的効果を調べたところ、PhCRのみを抑制する誘導体、GIF-0082を見出していた。今年度、この誘導体の合成法を報告し(Hosoya et al.,2002)さらに様々なDan誘導体の機能的効果をより詳細に解析したところ、Danとはまったく逆の作用、すなわちCa^<2+>放出促進作用を有するGIF-0166およびGIF-0248という二種類の新規Dan誘導体を見出した(Hosoya et al.,2003)。先にも記したようにGIF-0082はPhCRモードを特異的認識する誘導体であり、一方GIF-0166およびGIF-0248はCICRモードのみを特異的に認識していると思われる。さらにGIF-0082はその構造中にヨウ素を含みかつ光親和性標識に応用可能な構造を有している。すなわち、RyR-Ca^<2+>放出チャネルの開口様式を解明するための分子プローブとなる可能性は高く、最終年度はGIF-0166およびGIF-0248を含めたDan誘導体を薬理学的道具として用いCa^<2+>放出調節分子の分離、同定をめざす予定である。

Research Products

• [Publications] Hosoya et al.: "Dantrolene analogs revisited : General synthesys and specific functions capable of discriminating two kinds of Ca^<2+> release from sarcoplasmic reticulum of mouse skeletal muscle"Bioorganic & Medicinal Chemistry. 11. 663-673 (2003)
• [Publications] Hosoya et al.: "[^<125>I]-N-[(3-Azido-5-iodo)benzyl]dantrolene and [^<125>I]-N-{[3-iodo-5-(3-trifluoromethyl-3H-diazirin-3-yl)]benzyl}dantrolene : Photoaffinity probes specific for the physiological Ca^<2+> release from sarcoplasmic reticulum of skeletal muscle"Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 12. 3263-3265 (2002)
• [Publications] Hosaka et al.: "α1-Syntrophin-deficient skeletal muscle exhibits hypertrophy and aberrant formation of neuromuscular junctions during regeneration"Journal of Cell Biology. 158. 1097-1107 (2002)
• [Publications] Sakamoto et al.: "Micro-dystrophin cDNA ameliorates dystrophic phenotypes when introduced into mdx mice as a transgene"Biochemical and Biophysical Research Communication. 293. 1265-1272 (2002)