透過イオンの「流れ」に依存するチャネルブロックの分子内機構の解明

阐明依赖于渗透离子“流动”的通道阻断的分子内机制

基本信息

批准号：
20K07283
负责人：
柳圭子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kurume University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

内向き整流性カリウムイオン(K+)チャネルの活性化（開口）は細胞膜内外のK+の電気化学ポテンシャル勾配に依存するため、このチャネルはあたかもダイオードのように常に一方向にしか電流（K+）を通さない（強い内向き整流性）。チャネルの活性化―脱活性化は細胞内に存在する有機分子であるポリアミンやMg2+などの多価陽イオンによるチャネル孔のブロックとその開放を反映すると考えられるが、これがK+の電気化学ポテンシャル勾配に依存するメカニズムはよく分かっていない。本研究事業においてわれわれはすでに多価陽イオンによって生じる急峻な電位依存性を示す時間依存性ブロックは細胞内K+によって駆動され、一価陽イオンのNa+やLi+よって瞬時に生じる緩やかな電位依存性を示すブロックは細胞内K+と競合することを見出した。さらに令和４年度は新たに細胞内の水素イオン（H+；pH）の作用を詳細に解析して、細胞内液を酸性化させるとH+が極めて遅い時間経過で急峻な電位依存性をもってチャネルをブロックすることを見出した。チャネルの大きな細胞質領域内面にある負電荷を除去する変異によってH+の作用は強くなったが、細胞膜領域の中心腔にある負電荷を除去する変異によってH+によるブロックは生じなくなったことから、H+は細胞質領域のＫ+と競合しつつ細胞内液側から中心腔に侵入し、そこにある負電荷との静電的作用によってK+の流れをブロックすると考えられた。

内向整流钾离子（K+）通道的激活（开放）取决于细胞膜内外K+的电化学势梯度，因此该通道就像一个二极管，让电流（K+）始终只沿一个方向通过。不（强烈的内在整顿）。通道激活-失活被认为反映了细胞中存在的有机分子多价阳离子（例如多胺和Mg2+）对通道孔的阻塞和打开，而这导致K+的电化学电位梯度增加的潜在机制并不是。很好理解。在这个研究项目中，我们已经证明，由多价阳离子引起的时间依赖性块是由细胞内 K+ 驱动的，而缓慢的电压依赖性是由单价阳离子 Na+ 和 Li+ 立即引起的。发现块与细胞内 K+ 竞争。此外，在 2020 财年，我们对细胞内氢离子（H+；pH）的影响进行了新的详细分析，发现当细胞内液酸化时，H+ 在极慢的时间过程中激活具有陡峭电压依赖性的通道。它来阻止。去除通道大细胞质区域内表面负电荷的突变加强了H+的作用，但去除细胞膜区域中央腔内负电荷的突变不再阻断H+，因此H+人们认为它从细胞内液侧进入中央腔，同时与细胞质中的K + 竞争，并通过与那里的负电荷的静电相互作用阻止K + 的流动。