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アセチルコリンによる心筋細胞ムスカリン性カリウムチャネルの活性化機構の検討-理論モデルによる検討-

乙酰胆碱对心肌细胞毒蕈碱钾通道的激活机制的研究 - 使用理论模型的研究 -

基本信息

批准号：
09770472
负责人：
細谷幸雄
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yamagata School of Health Science
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

アセチルコリン(ACh)がムスカリン性(m_2)受容体に結合するとG蛋白質が活性化され、αとβγサブユニット(G_<βγ>)に解離する。近年G_<βγ>が直接ムスカリン性カリウム(K_<ACh>)チャネルを活性化することが確立された。しかしAChによるK_<ACh>チャネルの活性化過程を機能的、定量的に解析した報告はない。この研究の目的は理論モデルを用いてAchによるK_<ACh>チャネルの活性化機構を明らかにすることである。モルモット単一心房筋細胞で、inside-out patch clampを行い、細胞外膜側のACh濃度と細胞内膜側のGTP濃度を変化させ、活性化G蛋白質量(G_<βγ>)を変えたときのK_<ACh>チャネルのPatch電流を記録した。細胞外膜側のACh濃度を減少させると、細胞内GTP濃度とチャネル活性の濃度反応曲線の最大活性(Vmax)は減少し、50%活性化濃度(K_D)は増加した。細胞外ACh濃度と細胞内GTP濃度からG_<βγ>濃度を推定するためにThomsenのモデル(1個のm_2受容体が1個のG蛋白質を活性化する)を使用した。またG_<βγ>によるK_<ACh>チャネルの活性化過程をHonodらのアロステリックモデル(K_<ACh>チャネルは4個のサブユニットからなり、各サブユニットに1個のG_<βγ>が結合すると仮定)を用いて表現した。この2つのモデルを組み合わせ、各ACh濃度の濃度ー反応曲線に対してFittingを行い、比較的良好にFitでき、細胞外ACh濃度を減少させたときのVmax減少やK_Dの増加を説明できた。以上より、ThomsenとMonodのモデルを組み合わせ、1個のムスカリン性受容体が1個のG蛋白質を活性化し、K_<ACh>チャネルにはG_<βγ>の結合部位が4個あると仮定すると、AChによるK_<ACh>チャネルの活性化過程が定量的に良く説明された。

The protein G is activated, α and βγ are dissociated from the protein G (G_<βγ>) by binding to the receptor. In recent years, G_(βγ) has been directly activated in the production of G_(βγ<ACh>). Functional <ACh>and quantitative analysis of the activation process of the enzyme is reported. The purpose of this <ACh>study is to clarify the mechanism of activation of the cell. The Patch current was recorded during the operation of the inside-out patch clamp, the concentration of ACh on the outer membrane side, the concentration of GTP on the inner membrane side, and the amount of activated G protein (G_<βγ>)<ACh>. The maximum activity (Vmax) of the concentration curve of intracellular GTP activity decreased, and the 50% activation concentration (K_D) increased. Extracellular ACh concentration and intracellular GTP concentration are estimated to be related to Thomsen's activity (one m2 receptor is related to one G protein activation). The activation process of G_<β γ> in K<ACh>_C_<ACh>C 2. The concentration profile of ACh concentration was compared with the fitting curve, and the extracellular ACh concentration was decreased. The combination of Thomsen and Monod, one active receptor, four <ACh>binding sites of G_<βγ>, and one active receptor of K_<βγ>, provides a good explanation for the quantitative activation process of K_<ACh><γ>.