イノシトール三リン酸受容体ファミリーの発現と機能に関する研究

3種類のIP_3受容体タイプの構造・機能・発現を解析した。1.アミノ末端側734アミノ酸に部位特異的変異を導入してIP_3結合領域を解析した。3つの負のリン酸基をもつIP_3の結合には塩基性アミノ酸Arg-265、Lys-508、Arg-511が必須であり、Arg-568のGln変異ではIP_3(1,4,5-IP_3)とともに1,3,4,5-IP_3との親和性が低下した。2.アルモジュリン結合領域を解析した。タイプ1ではcAMP依存性キナーゼの基質Ser-1588の近傍のLys-1564からArg-1585の配列が結合に必須であった。タイプ2の類似した配列も結合した。タイプ3では類似した配列がなくカルモジュリンによる制御の違いが示唆された。3.IP_3誘導Ca^<2+>放出(IICR)のキネティクスを精製タイプ1受容体/人工リポソーム系でfluo-3を用いて解析した。IICRは二相性(速い相(f相)と遅い相(s相)で、正の協同性(Hill係数1.8±0.1)を示した。f相はIP_3濃度依存的なCa^<2+>放出の増加(量子的放出)を示したがs相ではほぼ一定であった。これより、IP_3受容体は2つの結合状態をもち、相は低親和性、s相は高親和性の状態であることが示唆された。4.カビの代謝産物の一種であるアデノフォスチン(AP)は、強力なアゴニストで、IICRと類似したキネティクスを示したが、協同性(Hill係数3.9±0.2)が高かった。IP_3結合では協同性は見られないが(Hill係数1.1、Ki=41nM)、APは正の協同性、(Hill係数1.0、Ki=10nM)を示した。5.神経系では、タイプ3は小脳のバーグマングリアやアストロサイト、海馬のアストロサイトに発現することを明らかにした。これはニューロンに特異的に発現するタイプ1とは対照的である。6.各タイプが組織特異的に発現することを明らかとした。また、複数のタイプが共発現する細胞ではヘテロ4量体を形成することを明らかとし、IICRの多様性を示唆した。

3種類のIP_3受容体タイプの構造・機能・発現を解析した。1.アミノ末端側734アミノ酸に部位特異的変異を導入してIP_3結合領域を解析した。3つの負のリン酸基をもつIP_3の結合には塩基性アミノ酸Arg-265、Lys-508、Arg-511が必須であり、Arg-568のGln変異ではIP_3(1,4,5-IP_3)とともに1,3,4,5-IP_3との親和性が低下した。2.アルモジュリン結合領域を解析した。タイプ1ではcAMP依存性キナーゼの基質Ser-1588の近傍のLys-1564からArg-1585の配列が結合に必須であった。タイプ2の類似した配列も結合した。タイプ3では類似した配列がなくカルモジュリンによる制御の違いが示唆された。3.IP_3誘導Ca^<2+>放出(IICR)のキネティクスを精製タイプ1受容体/人工リポソーム系でfluo-3を用いて解析した。IICRは二相性(速い相(f相)と遅い相(s相)で、正の協同性(Hill係数1.8±0.1)を示した。f相はIP_3濃度依存的なCa^<2+>放出の増加(量子的放出)を示したがs相ではほぼ一定であった。これより、IP_3受容体は2つの結合状態をもち、相は低親和性、s相は高親和性の状態であることが示唆された。4.カビの代謝産物の一種であるアデノフォスチン(AP)は、強力なアゴニストで、IICRと類似したキネティクスを示したが、協同性(Hill係数3.9±0.2)が高かった。IP_3結合では協同性は見られないが(Hill係数1.1、Ki=41nM)、APは正の協同性、(Hill係数1.0、Ki=10nM)を示した。5.神経系では、タイプ3は小脳のバーグマングリアやアストロサイト、海馬のアストロサイトに発現することを明らかにした。これはニューロンに特異的に発現するタイプ1とは対照的である。6.各タイプが組織特異的に発現することを明らかとした。また、複数のタイプが共発現する細胞ではヘテロ4量体を形成することを明らかとし、IICRの多様性を示唆した。