Molecular Mechanisms of Cardiac Gap Junction

心脏间隙连接的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    10557069
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In excitable cells, intracellular Ca is released via the ryanodine receptor from the intracellular Ca storing structure, the sarcoplasmic reticulum. To determine whether this released Ca propagates through gap junctions to neighboring cells and thereby constitutes a long-range signaling network, we developed a cell system in which cells expressing both connexin43 and ryanodine receptor are surrounded by cells expressing only connexin43. Propagation of Ca to neighboring cells was observed with a Ca imaging system using fura-2/AM. We next evaluated the functional roles of cysteine residues in the extracellular loops of connexin43 in gap junctional communication. Mutations of cysteine residues showed that two pairs of intramolecular disulfide bonds are formed. Thus, the extracellular disulfide bonds of connexin43 are crucial for this process. Gap junctional protein connexin43, localized to the intercalated discs of cardiac myocytes, plays a critical role in the synchronization of their contractions. Co-immunoprecipitation experiments using co-expressed epitope-tagged connexin43 and ZO-1 in transfected HEK293 cells indicated that ZO-1 links connexin43. Affinity binding assay using deleted ZO-1 and deleted connexin43 fusion proteins showed that the C-terminal region of connexin43 binds to the N-terminal region of ZO-1. Overexpression of the N-terminal domain of ZO-1 in connexin43-expressing cells resulted in the redistribution of connexin43 from the cell-cell interfaces to the cytoplasmic structures, in accordance with the loss of electrical coupling. We therefore conclude that the linkage of connexin43 with ZO-1 may serve to localize the connexin43 at the intercalated discs, thereby generating the functional gap junction in cardiac myoctyes.
在可兴奋细胞中,细胞内Ca通过ryanodine受体从细胞内Ca储存结构(肌浆网)释放。为了确定这种释放的钙是否通过间隙连接传播到邻近细胞,从而构成一个长距离的信号网络,我们开发了一个细胞系统,其中表达连接蛋白43和兰尼定受体的细胞被仅表达连接蛋白43的细胞包围。使用Fura-2/AM的Ca成像系统观察Ca向邻近细胞的传播。接下来,我们评估了间隙连接通讯中连接蛋白43细胞外环中半胱氨酸残基的功能作用。半胱氨酸残基的突变表明形成了两对分子内二硫键。因此,连接蛋白43的细胞外二硫键对于这一过程至关重要。缝隙连接蛋白connexin 43定位于心肌细胞的闰盘,在心肌细胞收缩的同步化中起着关键作用。在转染的HEK 293细胞中使用共表达的表位标记的连接蛋白43和ZO-1的免疫共沉淀实验表明ZO-1连接连接蛋白43。使用缺失的ZO-1和缺失的connexin 43融合蛋白进行的亲和结合试验表明,connexin 43的C-末端区域与ZO-1的N-末端区域结合。ZO-1的N-末端结构域在表达连接蛋白43的细胞中的过表达导致连接蛋白43从细胞-细胞界面到细胞质结构的重新分布,与电耦合的损失一致。因此,我们的结论是连接蛋白43与ZO-1的连接可能有助于定位在闰盘的连接蛋白43,从而产生心肌细胞的功能性缝隙连接。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kimura Y, Asahi M, Kazimierz Kurzydlowski, Tada M, David H. Maclennan: "Phospholamban domain I/cytochrome b5 transmembrane sequence chimeras do not inhibit SERCA2a."FEBS Letters. 425. 509-512 (1998)
Kimura Y、Asahi M、Kazimierz Kurzydlowski、Tada M、David H. Maclennan:“Phospholamban 结构域 I/细胞色素 b5 跨膜序列嵌合体不会抑制 SERCA2a。”FEBS 快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tada M.: "Molecular Regulation of Phospholamban Function and Expression"TCM.. Vol.8. 8. 330-340 (1998)
Tada M.:“磷脂班功能和表达的分子调节”TCM.. Vol.8。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toyohuku T.: "Intercellular Calcium Signaling via Gap Junction in Connexin-43-transfected Cells"J. Biol. Chem.. 273. 1519-1528 (1998)
Toyohuku T.:“Connexin-43 转染细胞中通过间隙连接的细胞间钙信号传导”J。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toyofuku T, et al.: "Intercellular calcium signaling via gap junction in connexin-43-transfected cells." J.Biol.Chem.273. 1519-1528 (1998)
Toyofuku T 等人:“连接蛋白 43 转染细胞中通过间隙连接的细胞间钙信号传导。”
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yabuki M.: "Involvement of NF-Y in transcriptional regulation of the phospholamban gene"Eur. J. Biochem.. 258. 744-751 (1998)
Yabuki M.:“NF-Y 参与受磷蛋白基因的转录调节”Eur。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
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知道了