Na^<+/>H^+交換輸送体の構造と機能・細胞外シグナルによる活性化のメカニズム

Na^<+/>H^+交换转运蛋白的结构、功能及细胞外信号激活机制

• 批准号: 08680709
• 负责人: 若林 繁夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08680709/
• 关键词: Na^+; H^+ exchanger (NHE); 増殖因子; カルモデュリン; タンパク質リン酸化; プロテインキナーゼ; ドメイン構造

(1)普遍型NHE1の欠失変異タンパク質の詳細な研究から、我々はその細胞質ドメインが細胞内pH依存性の観点から少なくとも4つのサブドメインからなることを明らかにした。このうち、ドメインIII(aa635-656)はカルモデュリン結合/阻害ドメインであり、ドメインI(aa515-595)は細胞内pHを生理的な範囲に維持するのに重要なドメインである。また、ドメインIは細胞内ATP枯渇に伴うNHE1活性阻害に関与する領域であることを明らかにした。(2)NHE1の増殖因子による活性化の機構とシグナル伝達を明らかにする一つのアプローチとして、NHE1活性調節を失った変異細胞を分離することを試みた。高い細胞内pHを持つ細胞を選択的に殺すことのできるヨード酢酸を用いて、変異剤処理した細胞から増殖因子の反応性が低下した細胞株を分離した。分離した細胞はトロンビン、PDGF、ホルボールエステル等の刺激に反応してのアルカリ化の程度が50%以下に低下しているとともに基質への接着性が低下していることが明らかになった。この結果はインテグリン系の何らかの異常によって、NHE1の増殖因子に対する反応性が影響を受けることを示しており、増殖因子とインテグリン系とのクロストークがNHE1活性調節に関与することが示唆された。(3)腎臓や小腸の上皮細胞のapical側に局在しNa^+吸収に重要な役割を担うNHE3は、NHE1と同様にカルモデュリンを結合する。様々な融合タンパク質やペプチドを作成し、最終的にNHE3細胞質ドメイン内のaa660-690をCaM結合部位として同定した。CaM結合はCa^<2+>依存的であり、その親和性はかなり高い(Kd=〜50nM)。またCaM結合部位の近傍にはPKAのリン酸化部位が存在し、このリン酸化によってCaM結合が阻害された。この領域はcAMPによるNHE3活性阻害に関与する領域の一つであるとされており、腎臓NHE3がCaM結合とリン酸化とのバランスによってPTH等のホルモン制御を受ける可能性が考えられた。

(1)A detailed study of the differential nature of NHE1 in general. This is an important factor in maintaining intracellular pH within physiological parameters, as shown in Table III(aa635-656). In addition, the intracellular ATP depletion is associated with the inhibition of NHE1 activity. (2) The mechanism of activation of NHE1 proliferation factor and the isolation of heterotrophic cells with loss of NHE1 activity regulation. High intracellular pH and cell selection are the key factors for the isolation of cell lines that are resistant to growth factors and are treated with different agents. In addition, the degree of cell proliferation induced by PDGF, PDGF, The results showed that the NHE1 activity was regulated by the NHE1 promoter and the abnormal NHE1 activity was regulated by the NHE1 promoter. (3)The apical side of renal and intestinal epithelial cells plays an important role in Na^+ uptake. The CaM binding site in the cytoplasm of NHE3 was determined at aa660-690. CaM binding is Ca^<2+> dependent, and affinity is high (Kd=~ 50nM). The CaM binding site was blocked by the presence of pKA-free acidification site near the CaM binding site. This domain is related to the inhibition of NHE3 activity by cAMP, and the possibility of NHE3 binding to CaM, acidification, and inhibition of PTH is examined.

项目成果

池田俊太郎: "Identification of cytoplasmic subdomains funt control pH-sensing of the Na^+/H^+ exchanger (NHE1), pH maintenance,ATDsoristial and flexible loop domains." J.Biochem. (Tokyo). 121. 295-303 (1997)

Shuntaro Ikeda：“识别 Na^+/H^+ 交换器 (NHE1) 的 pH 感应、pH 维持、ATDsoristial 和柔性环域。J.Biochem。” -303 (1997)

若林繁夫: "Molecular Physiology of Vertebrate Na^+/H^+ exchangers." Physiol.Review. 77. 51-74 (1997)

Shigeo Wakabayashi：“脊椎动物 Na^+/H^+ 交换器的分子生理学。评论 77. 51-74 (1997)

Schinitt,B.M.: "The regulatory domain of the Na^+/H^+ exchanger" In ″The Na^+/H^+ exchanger″ edited by L.Pliegel. 149-164 (1996)

Schinitt, B.M.：“Na^+/H^+ 交换器的调节域”，L.Pliegel 编辑的“Na^+/H^+ 交换器”，149-164 (1996)。

岩本隆宏: "Phosphorylation-dependent ragulation of cardiac ^+Na/Ca^<2+> exchanger in seoth mascle cells." J.Biol.Chem.271. 13609-13615 (1996)

Takahiro Iwamoto：“seoth mascle 细胞中心脏 ^+Na/Ca^2+ 交换器的磷酸化依赖性调节。”J.Biol.Chem.271 (1996)。