小胞体膜近傍の微小環境による、細胞内カルシウム放出チャネルの活性制御メカニズム

内质网膜附近微环境控制细胞内钙释放通道活性的机制

基本信息

批准号：
16048204
负责人：
服部光治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16048204/
关键词：
カルシウム受容体チャネル蛋白質レドックス小胞体

项目摘要

細胞質におけるカルシウム濃度は百種類以上の蛋白質分子の活性制御機構に関与しており、その時間的・空間的制御は細胞機能に必須である。イノシトール1,4,5三リン酸(IP3)受容体は小胞体からのカルシウム放出を担う主要なチャネル蛋白質である。IP3受容体が細胞質側から様々な制御を受けていることは良く知られているが、小胞体内腔側からも制御されているか否かは、その機構が不明なことから長い間論争となってきた。我々は生化学的手法によってIP3受容体の小胞体内腔側ループに結合する蛋白質ERp44を同定した。我々はまず、免疫沈降実験やリコンビナント蛋白質を用いた結合実験を詳細に行い、以下のことを見いだした。(1)ERp44はIP3受容体タイプ1のL3V領域に結合するが、タイプ2やタイプ3には結合しない。(2)ERp44とIP3受容体間の結合は、酸化条件下では非常に弱く、還元条件下で強い。(3)両者の結合はpHが低いほうが強くなる。(4)両者の結合はカルシウム濃度が100μMを超えると徐々に弱くなる。(4)ERp44のチオレドキシン様領域は結合にほとんど関与しない。以上の結果から、ERp44とIP3受容体タイプ1の結合は安定的なものというよりは、細胞の状態・環境に応じて変化するものであることが強く示唆された。また、カルシウムイメージング実験及び人工脂質二重膜に埋め込んだIP3受容体タイプ1を用いた電気生理学的実験から、ERp44は小胞体内腔のレドックス状態・カルシウム濃度・pH変化に依存してIP3受容体の活性を制御していることが示唆された。これは小胞体内腔からのIP3受容体の機能調節機構を明確に示した最初の例であると考えられる。

细胞质中的钙浓度与控制100多种不同蛋白质分子的活性的机制有关，对它们的时间和空间控制对于细胞功能至关重要。肌醇1,4,5三磷酸（IP3）受体是负责从内质网释放钙的主要通道蛋白。众所周知，IP3受体受细胞质侧的各种对照的影响，但是由于未知机制，长期以来，它们是否也受到内质网的控制一直是一场争论。我们通过生化技术鉴定了蛋白ERP44，该蛋白ERP44与IP3受体的内质网环结合。我们首先使用重组蛋白进行了详细的免疫沉淀实验和结合实验，并找到以下内容：（1）ERP44与IP3受体1型1型IP3受体的L3V区域结合，但不与2型或类型3结合。（2）ERP44和IP3受体之间的结合在氧化和强度下是非常弱的。（3）pH越低，它们之间的结合越强。（4）当钙浓度超过100μm时，两者之间的结合逐渐削弱。（4）ERP44的硫氧还蛋白样区域几乎不参与结合。以上结果强烈表明，ERP44和IP3受体1型之间的结合不稳定，而是根据细胞状态和环境而变化。此外，钙成像实验和使用IP3受体1型嵌入在人造脂质双层中的IP3受体1型的电生理实验表明，ERP44调节IP3受体的活性，这取决于氧化还原态，钙浓度和内胞质网状的pH变化。人们认为这是清楚地表明内质网络受体功能调节机制的第一个例子。