Na^+/Ca^<2+>交換体アイソフォームの生理機能と制御機構の多様性に関する研究

Na^+/Ca^<2+>交换异构体生理功能多样性及调控机制研究

• 批准号: 10770048
• 负责人: 岩本 隆宏
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10770048/
• 关键词: Na^+; Ca^<2+>交換体; アイソフォーム; システイン走査変異; 分子薬理学; 分子生物学

Na^+/Ca^<2+>交換体アイソフォームの発現分布と機能制御の解析を行い、以下の成果を得た。分子種特異的な抗体を作成し、NCX1(心臓に豊富に発現)、NCX2及びNCX3(脳、骨格筋に特異的に発現)の発現分布を免疫組織学的に明らかにした。各分子種の細胞発現系を用いた機能解析により、NCX1及びNCX3は種々ホルモンによりCキナーゼを介して活性制御されることを明らかにした。また、NCX1のリン酸化部位を同定し、この活性制御系にNCX1自体のリン酸化は関与しないことを示した。さらに部位特異的変異解析から、この活性化には細胞内ドメインの特殊領域(XIP領域)が関わることを明らかにした。また、1996年に開発したNa^+/Ca^<2+>交換体の特異的な阻害薬KB-R7943をツールに用い、Na^+/Ca^<2+>交換体のイオン輸送機構を解析した。各アイソフォームの薬理学的特性を比較し、輸送Ca^<2+>と競合するNi^<2+>はNCX3よりもNCX1、NCX2を約10倍強力に阻害すること、またKB-R7943はNCX1、NCX2よりもNCX3を約3倍強力に阻害することを見出した。さらに、NCX1とNCX3のキメラ交換体を用いた機能解析から、KB-R7943及びNi^<2+>の作用部位は分子内の繰り返し構造(α領域)に存在することを明らかにした。また、システイン走査変異解析から、NCX1は9回膜貫通ヘリックス型の構造であることを示した。このように、本研究から、Na^+/Ca^<2+>交換体のアイソフォーム特異的な臓器発現、活性制御系、薬理学的特性が明らかになった。また、Na^+/Ca^<2+>交換体の構造と機能に関しても有益な情報を得た。

Na^+/Ca^<2+> exchange system development distribution and functional analysis, the following results were obtained Molecular species-specific antibodies were produced and the distribution of NCX1, NCX2 and NCX3 was investigated by immunohistochemistry. The cell development system of each molecular species is used for functional analysis of NCX1 and NCX3. NCX-1's active control system is shown in this paper. The site-specific differential analysis, activation, and special domain (XIP domain) of the cell are related to the development of the cell. In 1996, the Na^+/Ca^<2+> exchanger was developed. The specific inhibitor KB-R7943 was used to analyze the Na^+/Ca^<2+> exchanger transport mechanism. The chemical properties of each compound are compared, and the Ca^<2+> and Ni^<2 +> transport resistance to NCX3 is about 10 times stronger than that to NCX1 and NCX2, and the KB-R7943 resistance to NCX1 and NCX2 is about 3 times stronger than that to NCX3. The functional analysis of NCX-1 and NCX-3 is based on the molecular structure (α domain) of KB-R7943 and Ni^<2+>. The structure of NCX1 is shown in the figure below. In this study, Na^+/Ca^<2+> exchangers were characterized by specific organ development, activity control system and biological characteristics. The structure and function of Na^+/Ca^<2+> exchanger are useful information.

项目成果

Takahiro Iwamoto: "Control and diseases of sodium dependent transport proteins and ion channels (Suketa, Y., et)"Elsevier Science, Tokyo (in press).

Takahiro Iwamoto：“钠依赖性转运蛋白和离子通道的控制和疾病（Suketa，Y.，等）”Elsevier Science，东京（正在出版）。

Takahiro Iwamoto: "Differential inhibition of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms by divalent cations and isothiourea derivative." Am.J.Physiol.275・44. C423-C430 (1998)

Takahiro Iwamoto：“二价阳离子和异硫脲衍生物对 Na^+/Ca^2+ 交换异构体的差异抑制。Am.J.Physiol.275·44 (1998)”

若林繁夫: "Mebio:チャネルとトランスポーター"株式会社 メジカルビュー社. 145 (1998)

若林茂雄：《Mebio：通道和转运体》Medical View Co., Ltd. 145 (1998)

Takahiro Iwamoto: "Protein kinase C-dependent regulation of Na^+/Ca^<2+> exchanger isoforms NCX1 and NCX3 dose not require their direct phosphorylation." Biochemistry. 37・49. 17230-17238 (1998)

Takahiro Iwamoto：“Na^+/Ca^2+ 交换异构体 NCX1 和 NCX3 的蛋白激酶 C 依赖性调节不需要它们的直接磷酸化。” 37・49 (1998)。

Yan Pan: "Physiological functions of the regulatory domains of the cardiac Na^+/Ca^<2+> exchanger NCX1"Am. J. Physiol.. (in press).

潘岩：“心脏Na^/Ca^2交换器NCX1调节域的生理功能”Am。