内向き整流Kチャネルのサブユニット構成とサブステートの分子機構

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心筋細胞の内向き整流Kチャネルでも、マウス大食細胞系からクローン化された内向き整流Kチャネル遺伝子(IRK1)によりCOS細胞に発現したチャネル(IRK1チャネル)でも、低濃度の細胞内Mgにより、外向き電流に、単位電流の1/3と2/3の大きさのサブレベルが出現する。サブステートの分子機構を解明する第一段階として、2個から8個までのIRK1遺伝子を直列に連結したホモマルティマ-をCOS細胞に導入したが、いずれの場合にも、一量体を導入した場合と同じ内向き整流Kチャネルが観察できた。この結果は、チャネル蛋白は、必ずしも同一のポリペプチドのすべてのサブユニットで構成されるのではなく、同じ、あるいは別のポリペプチドの一部のサブユニットで構成され得ることを示唆する。チャネルの孔部分を構成すると考えられているH5領域の部位特異性変異(E138Q)はチャネルのKコンダクタンスを消失させる。野生型とE138Qを直列に連結した二量体により発現したチャネルのコンダクタンスは、5から35pSの広い範囲に分布したが、これも前述の推論に一致する。しかしながら、同一のプリペプチドのサブユニットが集まってチャネルを構成する確率は高いと考えられるので、野性型IRK1の二、三、四量体とE138Q一量体を同時に導入し、コンダクタンスの違いが見られるかどうか検討した。いずれの場合も、野生型一量体の場合と同じコンダクタンスを示し、4つ以上のサブユニットで構成されていると考えられた。遺伝子導入されたCOS細胞で発現されているIRK1蛋白質を同定するため、IRK1のC末端領域に対するポリクローナル抗体を作製し、これを用いて、一量体およびホモマルティマ-を-導入したCOS細胞抽出液をイムノブロット法で解析すると、一量体では約57KDaで、導入する遺伝子の数が増えるにつれて、分子量がほぼその整数倍で増加することが確認できた。