Signal transduction mechanisms in negulation of Na/Ca exchanger via PI(4,5)P_2

通过 PI(4,5)P_2 调节 Na/Ca 交换器的信号转导机制

基本信息

  • 批准号:
    14570039
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

To investigate the regulatory mechanisms of Na^+-Ca^<2+> exchange under physiological conditions, we recorded Na^+-Ca^<2+> exchange current (I_<NaCa>) in the inside-out patch excised from guinea-pig ventricular myocytes (the macro patch). Applying ATP or PI(4,5)P_2 to the cytoplasmic surface of the patch membrane augmented the I_<NaCa>. Treatment of the patch membrane with PI-specific phospholipase C, which inhibits the production of PI(4,5)P_2 from PI, attenuated the ATP effect. This result suggests that the stimulatory effect of ATP is in part due to the production of PI(4,5)P_2 from PI. However, the application of inhibitors of protein tyrosine phosphatase, vanadate or bpV(phen), significantly augmented the I_<NaCa> in the presence of ATP. This result and others suggest that protein phosphorylation, probably protein tyrosine phosphorylation, is also involved in the stimulatory ATP effect on the I_<NaCa>.To validate the report that the PKA signaling stimulates the Na^+-Ca^<2+> activity, we measured whole-cell I_<NaCa> from guinea-pig ventricular myocytes. Isoproterenol, which is an agonist of the β-adrenoceptor, activated the cAMP-dependent Cl^-current, but did not stimulate the I_<NaCa>. We concluded that the PKA signaling does not stimulate the Na^+-Ca^<2+> exchange in guinea-pig ventricular cells. The previous reports might underestimate the activation of the cAMP-dependent Cl^-current.To study the regulatory mechanisms of NCX3, which is mainly expressed in brain and skeletal muscle, we measured the I_<NaCa> in the giant membrane patch excised from oocytes expressing NCX3. It was revealed that NCX3 possesses both the Ca^<2+>-dependent activation and inactivation, and that the increase of the I_<NaCa> by ATP is less potent in NCX3 than NCX1.
为了研究生理条件下Na^+-Ca^&lt;2+&gt;交换的调节机制,我们记录了豚鼠心室肌细胞内面朝外膜片(宏膜片)的Na^+-Ca^&lt;2+&gt;交换电流(I_<NaCa>)。将ATP或PI(4,5)P_2作用于膜片膜的胞质表面,可增加I_(10)<NaCa>。用PI特异性磷脂酶C处理膜片膜,可抑制PI产生PI(4,5)P_2,从而减弱ATP效应。这一结果表明,ATP的刺激作用部分是由于PI产生PI(4,5)P_2所致。然而,蛋白酪氨酸磷酸酶抑制剂钒酸盐或bpV(phen)的应用,显着增加了在ATP存在下的I_2<NaCa>。这一结果和其他结果表明,蛋白质磷酸化,可能是蛋白质酪氨酸磷酸化,也参与了ATP对I_2的刺激作用。<NaCa>为了验证PKA信号刺激Na^+-Ca^&lt;2+&gt;活性的报道,我们测量了<NaCa>豚鼠心室肌细胞的全细胞I_2。β-肾上腺素受体激动剂异丙肾上腺素激活cAMP依赖性Cl^-电流,但不刺激I_<NaCa>。我们的结论是PKA信号不刺激豚鼠心室肌细胞的Na^+-Ca^&lt;2+&gt;交换。为了研究主要在脑和骨骼肌中表达的NCX 3的调节机制,我们测量了<NaCa>从表达NCX 3的卵母细胞中切下的巨膜斑中的I_2。结果表明,NCX 3具有Ca^&lt;2+&gt;依赖的激活和失活作用,ATP对I_2的增加作用<NaCa>在NCX 3中弱于NCX 1。

项目成果

期刊论文数量(38)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sarai N, Matsuoka S, Kuratomi S, Ono K, Noma A.: "Role of Individual Ionic Current Systems in the SA Node Hypothesized by a Model Study."Japanese Journal of Physiology. 53. 125-134
Sarai N、Matsuoka S、Kuratomi S、Ono K、Noma A.:“模型研究假设的个体离子电流系统在 SA 节点中的作用。”日本生理学杂志。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Matsuoka S.: "Stoichiometry of the Na^+-Ca^<2+> exchanger : models & implications."Annals of the New York Academy of Sciences.. 976. 121-132 (2002)
Matsuoka S.:“Na^ -Ca^<2> 交换器的化学计量:模型
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  • 发表时间:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
Sarai N, Kihara Y, Izumi T, Mitsuiye T, Matsuoka S., Noma A.: "Nonuniformity of sarcomere shortenings in the isolated rat ventricular myocyte."Japanese Journal of Physiology. 52. 371-381 (2002)
Sarai N、Kihara Y、Izumi T、Mitsuiye T、Matsuoka S.、Noma A.:“离体大鼠心室肌细胞中肌节缩短的不均匀性。”日本生理学杂志。
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  • 作者:
  • 通讯作者:
Powell T., Matsuoka S., Sarai N., Noma A.: "Intracellular Ca^<2+> dynamics and sarcomere length in ventricular myocytes."Cell Calcium.. 35. 535-542 (2004)
Powell T.、Matsuoka S.、Sarai N.、Noma A.:“心室肌细胞中的细胞内 Ca^<2> 动力学和肌节长度。”细胞钙.. 35. 535-542 (2004)
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