心筋細胞受容体を介する機能調節におけるGTP結合タンパクの意義

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心筋細胞機能調節に関与している,タイプの異なる細胞膜7回貫通型膜受容体は,3量体GTP結合蛋白質(G蛋白質)のGqを介してPI代謝促進に共役されている。その生成物であるinositol 1,4,5-trisphosphate(IP_3)とdiacylglycerol(DAG)が細胞内セカンドメッセンジャーとして機能している可能性が高い。心筋細胞においては,α_1受容体刺激と同様に,PI代謝共役受容体として,アンジオテンシン(AT)およびエンドセリン(ET)受容体刺激がある。これらの受容体刺激による,種々のレベルにおける調節過程のに異同から,調節系におけるGqタンパクの意義を解明するために実験を施行した。これらの受容体刺激の心筋細胞機能調節における特徴は,哺乳類間における著しい種差である。α_1とET受容体刺激効果は哺乳類間で類似していた。すなわち,ウサギ>ラット>モルモット>>イヌの順位で,顕著な陽性変力作用(positive inotropic effect:PIE)がみられた。一方,ATはウサギのみにてIPEを示し,他の哺乳類にはPIEを出さなかった。α_1受容体,AT受容体、ET受容体刺激は,ウサギ心室筋細胞において,PI加水分解により,IP_1,IP_2,IP_3生成を促進した。これらの受容体刺激は以下の点で類似性を示した。(1)PI代謝促進を起こすのと同濃度範囲でPIEを惹起した。(2)PI代謝はPIE発現に先行して起こった。(3)PIEは弛緩速度減少(negative lusitropic effect)に伴われていた.(4)PKC活性化作用をもつホルボールエステル(phorbol 12,13-dibutyrate)は,10-100 nMの濃度でこれらの受容体刺激を介するPIEおよびPI代謝促進作用を遮断した。しかし,これらの受容体刺激による膜イオンチャネル調節には顕著な差違が存在した。ATは,C1^-チャネル活性化作用をもつが,ETおよびα_1受容体刺激は,C1^-チャネルに対する作用をまったくあるいはほとんど持たず,K^+チャネル対する作用が顕著であった。これらの実験結果はGqへの共役は,受容体ごとに異なっていることを示す。