giant Patch法によるNa-Ca交換蛋白のイオン交換機構に関する研究

利用巨斑法研究Na-Ca交换蛋白的离子交换机制

• 批准号: 07670053
• 负责人: 松岡 達
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07670053/
• 关键词: Na^+-Ca^<2+>交換; 心臓; 不活性化

Na^+-Ca^<2+>交換蛋白の細胞質側に存在すると考えられているループには塩基性アミノ酸が多く集まるXIP(eXchanger Inhibitory Peptide)領域が存在する。XIP領域のアミノ酸配列はNa^+-Ca^<2+>交換蛋白の3つのサブタイプ間でよく保存されており、Na^+-Ca^<2+>交換機能に重要な役割を担うと推測される。またXIP領域に相当するペプチドはNa^+-Ca^<2+>交換活性を抑制することが知られている。このXIP領域の機能を調べる目的で、犬心臓由来のNa^+-Ca^<2+>交換蛋白(NCX1)のXIP領域(アミノ酸219-238)に部位特異的変異を導入した。そしてアフリカツメガエルの卵母細胞にNCX1蛋白を発現させ、その活性をinside-out giant membrane patch法を用いて電気生理学的に解析した。XIP領域の変異体のうち、特に229-232領域の変異体の大部分においてはNa^+依存性不活性化過程が観察されなかった。つまりwild typeにおいては細胞質側のNa^+で活性化された外向きNa^+-Ca^<2+>交換電流は時間とともに減衰する。しかし229-232領域の変異体の大部分においては時間依存性外向き電流の減衰がなく、Na^+依存性不活性化が欠如していた。これらの変異体においてNa^+依存性、Ca^<2+>による活性化、膜電位依存性はwild typeと比べ明らかに違いがなく、Na^+依存性不活性化のみが欠如すると考えられた。223-225領域の変異体においては、Na^+依存性不活性化は存在するが、Ca^<2+>によるNa^+依存性不活性化の抑制が著しく低下していた。このことからCa^<2+>によるNa^+依存性不活性化の調節がこの部位と関連すると推測された。今後は、膜貫通領域の構造機能相関を調べ、Na-Ca交換蛋白のイオン交換機転を分子レベルでさらに明らかにしていく予定である。

Na^+-Ca^<2+> exchanger proteins exist in the cytoplasmic domain of XIP(eXchanger Inhibitor Peptide). XIP domain acid alignment is Na^+-Ca^<2+> exchange protein 3-fold structure, the preservation of the protein, Na^+-Ca^<2+> exchange function is important to play a role in the speculation. XIP domain equivalent to the suppression of Na^+-Ca^<2+> exchange activity. For the purpose of regulating the function of XIP domain, site-specific differences were introduced into the XIP domain (amino acids 219-238) from the Na^+-Ca^<2+> exchange protein (NCX1) of canine heart. NCX1 protein expression and activity in oocytes were analyzed using the inside-out giant membrane patch method. The Na^+-dependent inactivation process is observed in most of the XIP domain variants, especially 229-232. The Na ^+-Ca^<2+> exchange current decreases with time. Most of the variations in the domain 229-232 are time-dependent attenuation of outward currents and Na^+-dependent inactivation. Na^+ dependence, Ca^<2+> activation, membrane potential dependence, and Na^+ dependence inactivation 223-225 Na^+-dependent inactivation exists in the domain of heterogeneities and Na ^+-dependent inactivation is inhibited. It is hypothesized that Ca^<2+>-dependent inactivation is regulated by Ca ^<2+>-dependent inactivation. In the future, the structure and function of membrane penetration field will be adjusted, and the molecular weight of Na-Ca exchange protein will be determined.

项目成果

松岡 達: "細胞外へのCa^<2+>排出機構" Clinical Neuroscience. 14. 161-163 (1996)

Tatsu Matsuoka：“细胞外 Ca^2+ 排泄机制”临床神经科学 14. 161-163 (1996)。

Satoshi Matsuoka: "Regnlation of the cardiac Na^+-Ca^<2+>exchanger by Ca^<2+>. Mutational analysis of the Ca^<2+>-binding somain." Journal of General Physiology. 105. 403-420 (1995)

Satoshi Matsuoka：“Ca^<2> 对心脏 Na^-Ca^<2> 交换器的调节。Ca^<2> 结合体的突变分析。”

Satoshi Matsuoka: "Multiple functional states of the cardiac Na^+-Ca^<2+>exchanger: whole-cell, native-excised, and cloned-excised properties." Annals of the New York Academy of Sciences. 779. in press (1996)

Satoshi Matsuoka：“心脏 Na^ -Ca^<2 > 交换器的多种功能状态：全细胞、天然切除和克隆切除特性。”

Satoshi Matsuoka: "Ca^<2+>regulation of cardiac wild-type and mutant Na^+-Ca^<2+>exchangers." Heart and Vessels. Suppl.9. 159-160 (1995)

Satoshi Matsuoka：“Ca^<2>心脏野生型和突变型Na^-Ca^<2>交换器的调节。”