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ATP受容体チャネルP2Xの発現状況に依存する構造と機能の変化の解析

根据 ATP 受体通道 P2X 表达状态分析结构和功能变化

基本信息

批准号：
18022042
负责人：
久保義弘
金额：
$ 5.18万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18022042/
关键词：
生理学神経科学生体分子蛋白質シグナル伝達

项目摘要

昨年度までに、ATP投与後の定常状態におけるP2X_2チャネル電流と膜電位との関係を定量的に解析し、膜電位依存的ゲートが存在すること、さらに、この活性化相が、細胞外ATP濃度に依存性を示すことを見いだした。明確な膜電位センサー領域は存在しないことから、そのゲート機構の由来として、「ATPの結合自体、もしくは、ATPが結合したATP結合部位の構造変化が、膜電位依存的である。」という可能性を想定し、以下の変異体解析により検証した。ATP結合部位の変異体K71A,K71R,R290A,R290Kでは、野生型でみられる、膜電位-コンダクタンス関係のATP濃度依存性、活性化時定数のATP濃度依存性が、共に減弱する傾向があったが、ATP感受性が激減していたため、解析できるATP濃度に限りがあり、明確な結論を導くことができなかった。そこで、さらに、ATP感受性の低下が激しくない2種の変異体K69RおよびK308Rについて詳細な解析を行った。K69R変異体は、野生型に比し35倍のEC_50値の増加を示した。その膜電位・コンダクタンス関係はATP濃度依存性を示したが、野生型と異なり活性化時定数はATP濃度依存性を示さなかった。K308R変異体のEC_50値の増加は8倍と緩徐であった。その膜電位-コンダクタンス関係、および活性化時定数は、野生型と異なりATP濃度依存性を示さなかった。以上の「ATP結合部位の環境を変えることにより膜電位感知機構が変化する」という実験結果から「(膜電位センサーの動き等ではなく)ATP結合にまつわる膜電位依存性が、P2X_2チャネルの膜電位依存的活性化の源である。」ということが示唆された。

The relationship between P2X2 generation current and membrane potential in steady state after ATP administration was analyzed quantitatively, and the relationship between membrane potential dependence and activation phase was demonstrated. Clarify the existence of membrane potential domain, the origin of ATP binding mechanism, ATP binding self, ATP binding structure, membrane potential dependence. The possibility of the following analysis is determined. ATP binding site variant K71A, K71R, R290A, R290K, wild-type, ATP concentration dependence of membrane potential-temperature relationship, ATP concentration dependence of activation time, co-attenuation tendency, ATP sensitivity, ATP concentration limit, clear conclusion. Two kinds of variant K69R and K308R are analyzed in detail. The EC_50 value of K69R was 35 times higher than that of wild type. The relationship between membrane potential and ATP concentration is shown by ATP concentration dependence, while that between activation time and ATP concentration dependence is shown by wild-type variation. K308R variant EC_50 increased by 8 times. The relationship between membrane potential and ATP concentration, activation time, and wild-type ATP concentration are shown. As a result of the above discussion, the membrane potential-dependent activation of ATP binding sites and P2X_2 binding sites is the source of membrane potential-dependent activation. The two of them are in the same boat.