in silicoアプローチをもとにしたチャンネル活性化極性を決める構造の同定

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電位依存性Kチャネルの電位センサーであると考えられている第4膜貫通領域S4は独特のモチーフ構造を持つ。このモチーフをデータベース検索し、過分極活性化チャネルの間での配列を比較検討した。過分極活性化チャネルのうちKATではS4近傍に正電荷残基は最低9個あるがその周期性に乱れがある。このうちどの残基が電位依存性に効果があるか、現在点変異による実験を進めている。最近あらたにクローニングされた過分極活性化チャネルであるHACチャネルに注目すると、S4領域は6種類のHACチャネルにおいて44残基にもわたってほとんど同一であるという驚異的な相同性が認められた。3残基に1個という正電荷残基が10個も並ぶ特異な構造であった。この場合にも、どの残基が電位依存性に効果があるか今後検討したい。S4近傍配列について過分極活性化チャネル(KATとHAC)と脱分極活性化チャネルの多重配列を試みた。過分極活性化チャネルではKATよりもHACの方が脱分極活性化型に相同性が高かった。以上の解析の結果、KATの配列上の特殊性が明快になった。電位依存性は必ずしもS4のみに書かれていない可能性があるので、今後他の領域に対する配列解析も行なっていきたい。従来、KATのチャネルキネティクスに対する研究はほとんどされてこなかったが、最近私達は電気生理学的な実験結果をもとにKATチャネルのキネティクスに対する新しいモデルを得た。活性化過程における状態間遷移がShaker型Kチャネルと質的に異なる。このモデルをもとにS4に対する点変異の実験結果を解析したい。