G蛋白質制御カリウムチャネルの生理的活性調節機構の解析

心房筋に存在するG蛋白制御カリウムチャネル(G protein-gated K^+ channel : K_G)電流に.は、relaxationと呼ばれる特徴的な電位依存性特性が存在する。これは膜電位を脱分極させた後、急に過分極させると緩徐な時間経過で電流増加(relaxation)することを指すが、アフリカツメガエル卵母細胞に再構成したK_Gではrelaxationが見られないため、心房筋に存在する何らかの分子がこの現象に関与していることが示唆されていた。本研究において、研究代表者は細胞質G蛋白サイクル調節蛋白(Regulators of G protein signalling ; RGS)が、K_G電流のrelaxation現象を再構成することを見いだした(The Journal of Physiology,2001)。さらには、膜電位依存性の細胞内Ca^<2+>上昇が、カルモデュリン(CaM)を介してRGSを活性化させることにより脱分極電位でG蛋白質サイクルが負に調節され活性型K_Gの数が減少することによりrelaxationが誘起されることを明らかにした(Circulation Research,2001)。即ちこれはRGSによってK_GチャネルではなくG蛋白質サイクルが膜電位依存性に調節されるという全く新しい概念を提起するものとなった。さらに研究代表者はRGS蛋白質がCa^<2+>/CaMによって活性化される分子機構について解明した。これにはホスファチディルイノシトール3リン酸(PIP_3)によるRGSの機能抑制と、Ca^<2+>/CaMによるこの脱抑制のメカニズムが働いていることが分かった(Proceeding of National Academy of Sciences, USA.,2002)。

心房筋に存在するG蛋白制御カリウムチャネル(G protein-gated K^+ channel : K_G)電流に.は、relaxationと呼ばれる特徴的な電位依存性特性が存在する。これは膜電位を脱分極させた後、急に過分極させると緩徐な時間経過で電流増加(relaxation)することを指すが、アフリカツメガエル卵母細胞に再構成したK_Gではrelaxationが見られないため、心房筋に存在する何らかの分子がこの現象に関与していることが示唆されていた。本研究において、研究代表者は細胞質G蛋白サイクル調節蛋白(Regulators of G protein signalling ; RGS)が、K_G電流のrelaxation現象を再構成することを見いだした(The Journal of Physiology,2001)。さらには、膜電位依存性の細胞内Ca^<2+>上昇が、カルモデュリン(CaM)を介してRGSを活性化させることにより脱分極電位でG蛋白質サイクルが負に調節され活性型K_Gの数が減少することによりrelaxationが誘起されることを明らかにした(Circulation Research,2001)。即ちこれはRGSによってK_GチャネルではなくG蛋白質サイクルが膜電位依存性に調節されるという全く新しい概念を提起するものとなった。さらに研究代表者はRGS蛋白質がCa^<2+>/CaMによって活性化される分子機構について解明した。これにはホスファチディルイノシトール3リン酸(PIP_3)によるRGSの機能抑制と、Ca^<2+>/CaMによるこの脱抑制のメカニズムが働いていることが分かった(Proceeding of National Academy of Sciences, USA.,2002)。