イオンチャネル透過路の立体構造:チャネルと非荷電分子の相互作用による解析

离子通道渗透路径的三维结构：分析通道与不带电分子之间的相互作用

• 批准号: 07680732
• 负责人: 老木 成稔
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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-07680732/
• 关键词: 内向き整流性Kチャネル; 部位特異的変異導入; 卵母細胞発現系; オープンチャネルブロッカー; 共発現; ヘテロオリゴマー

ポア裏打ち構造と考えられているH5領域のイオン選択性特異配列(Gly-Tyr-Gly)に続く残基は、電位依存性KチャネルではAspと負電荷を持つが、内向き整流性KチャネルではPheに続いてArgという正電荷が存在する。この正電荷の役割を明らかにするために内向き整流性KチャネルIRK1の148残基を部位特異的変異導入によってHisに置換した(R148H)。mRNAを注入したツメガエル卵母細胞を2本刺し電位固定法によって電流記録を行うと野生型では数10μAの電流が得られたが、R148Hでは大量のmRNA注入によってもチャネル電流が得られなかった。R148Hとの共発現によって野生型チャネルにくらべ電流量の抑制が見られた。共発現した卵母細胞では単一チャネル記録によって野生型より小さな数種のコンダクタンスを持つチャネルが観察できた。R148Hは単独ではチャネル活性がないが、野生型とヘテロオリゴマーを形成することが証明された。野生型に対してMg^<2+>は電位非依存性のブロックを示したが、変異によってより低濃度でブロックが見られ、しかも電位依存性となった。この効果は変異型の野生型に対する注入比、細胞外pHによって影響を受けた。オープンチャネルブロッカーであるBa^<2+>やCs^+はブロック速度が変異によって促進した。以上の実験結果よりArg^<148>はK結合部位の外側、ポア入口付近でバリアを形成し、Mg^<2+>やCa^<2+>による内向き電流のブロックを防いでいることが明らかになった。キテネィクスの解析からArg^<148>のポア内での位置情報が得られた。Ba^<2+>やCs^+のブロック速度に対する影響はHis^<148>の細胞外からのプロトン化とそれによって起こる荷電状態の変化がその原因と考えられる。単一チャネルの結果は透過Kイオンとチャネルとの非静電的相互作用が示唆された。

Playing ち ポ ア tectonic と exam え ら れ て い る H5 field の イ オ ン sentaku sex specific arrangement (Gly - Tyr - Gly) に 続 く residues は, potential dependency K チ ャ ネ ル で は Asp と negative を hold つ が, introverted き rectifier K チ ャ ネ ル で は Phe に 続 い て Arg と い う exist positive charge が す る. Cut を こ の positive charge の service Ming ら か に す る た め に introverted き rectifier sex K チ ャ ネ ル IRK1 の 148 residues を site specific - different import に よ っ て ihs に replacement し た (R148H). MRNA を injection し た ツ メ ガ エ ル oocytes を 2 this potential thorn し fixed law に よ っ て line current record を う と wild-type で は number 10 mu A の current が have ら れ た が, R148H で は large の mRNA injection に よ っ て も チ ャ ネ ル current が must ら れ な か っ た. R148Hと <s:1> co-occurrence によって wild-type チャネ にくらべ にくらべ current <s:1> suppression が see られた. Total 発 now し た oocytes で は 単 a チ ャ ネ ル record に よ っ て wild-type よ り small さ な several の コ ン ダ ク タ ン ス を hold つ チ ャ ネ ル が 観 examine で き た. R148H は 単 alone で は チ ャ ネ ル active が な い が, wild type と ヘ テ ロ オ リ ゴ マ ー を form す る こ と が prove さ れ た. Wild type に し seaborne て Mg ^ 2 + > < は potential non dependency の ブ ロ ッ ク を shown し た が, - different に よ っ て よ り low concentration で ブ ロ ッ ク が see ら れ, し か も potential dependency と な っ た. The <s:1> effect of the <s:1> variant type <s:1> wild type に on the する injection ratio and extracellular pHによって is を affected by けた. オ ー プ ン チ ャ ネ ル ブ ロ ッ カ ー で あ る Ba ^ 2 + < > や Cs ^ + は ブ ロ ッ ク speed が - different に よ っ て promote し た. Results above の be 験 よ り Arg ^ < 148 > は K parts の outer side, ポ ア entrance to pay nearly で バ リ ア を し, Mg ^ 2 + > < や Ca ^ 2 + > < に よ る き within current の ブ ロ ッ ク を anti い で い る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0, ス, ス, キテネィ parse the らArg^<148> ポア で, が obtain られた. Ba ^ 2 + < > や Cs ^ + の ブ ロ ッ ク speed に す seaborne る influence は ihs ^ < 148 > の extracellular か ら の プ ロ ト ン change と そ れ に よ っ て up こ る charged state の variations change が そ の reason と exam え ら れ る. Youdaoplaceholder0 - チャネ チャネ 単 The results チャネ are indicated by the non-electrostatic interaction が of K チャネ, とチャネ, と and された.

项目成果

Oiki,S.,Koeppe II,R.E.and Andersen,O.S.: "Voltage-dependent gating of an asymmetric gramicidin channel." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 2121-2125 (1995)

Oiki,S.、Koeppe II,R.E. 和 Andersen,O.S.：“不对称短杆菌肽通道的电压依赖性门控。”

老木成稔: "イオンチャネル研究のための脂質平面膜法" 日本生理学雑誌. 57. 193-224 (1995)

Naritoshi Oki：“用于离子通道研究的脂质平面膜方法”日本生理学杂志 57. 193-224 (1995)。

Kijima,H.,Okada.Y.,Oiki,S.Goshima S.Nagata,K.and Kazama.T.: "Freeion concentrations in receptor lymph and role of transepithelial voltage in the fly labellar tagte receptor" J.Comp.Physiol.A.177. 123-133 (1995)

Kijima，H.，Okada.Y.，Oiki，S.Goshima S.Nagata，K.和 Kazama.T.：“受体淋巴液中的游离浓度和跨上皮电压在苍蝇标签标签受体中的作用”J.Comp.Physiol