膜電位センサーとしてのカルシウム・チャネルの構造機能相関

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1.心筋・骨格筋型のK_<ATP>チャネルが、先にクローニングしたスルフォニル尿素受容体SUR1に類似のSUR2Aと内向き整流性Kチャネルの仲間のKir6.2から構成される事を生理・薬理学的実験、およびmRNA発現の組織分布の研究等により明らかにした。2.SUR1の構造・機能相関を調べる目的で、SUR1の2つのヌクレオチド結合領域(NBF-1と-2)にアミノ酸点突然変異を導入した。変異を持った8種のK_<ATP>チャネルをそれぞれ発現させ、パッチクランプ法、スルフォニル尿素結合実験、^<86>Rb^+流測定実験、共焦点顕微鏡観察により性質を調べた。NBF-1の変異では、蛋白の発現量、スルフォニル尿素結合量、機能的なチャネルの活性が、大きく減少した。NBF-2の変異では、UDPによるチャネル活性の増強作用が消失した。これらの結果は、2つのNBFが異なる役割を果たす事を示唆する。3.K_<ATP>チャネルを構成するSUR1とKir6.2分子の構成比を明らかにする目的で、SUR1の後ろにKir6.2を1つ、あるいは2つ繋いだ蛋白を発現させた。^<86>Rb^+流測定、パッチクランプ法により調べた結果4つのKir6.2と4つのSUR1がチャネルを構成すると考えた。4.SUR1とSUR2Aで構成されるK_<ATP>チャネルは、活性を阻害するATPやスルフォニル尿素の濃度、有効なチャネル開口薬の種類などが違う。これらの性質の差を決めているSURの分子内構造を探るために、SUR1とSUR2Aの分子の一部を入れ替え、^<86>Rb^+流測定実験、パッチクランプ法などによりキメラ・チャネルの性質を調べた。5.SUR1とKir6.2およびSUR2AとKir6.2によって構成されるK_<ATP>チャネルが、G蛋白によってどのような制御を受けるか調べた。両チャネルの活性はともにGi-α1で上昇し、βγサブユニットは活性に影響を与えないことがわかった。