筋興奮収縮連関解析用特異的分子プローブの設計とその活用

肌肉兴奋-收缩耦合分析的特定分子探针的设计和利用

• 批准号: 12045227
• 负责人: 細谷 孝充
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12045227/
• 关键词: ダントロレン; GIF-0082; リアノジン受容体; Ca^<2+>; 興奮収縮連関; CICR; 骨格筋; 光親和性標識

筋の収縮・弛緩は、筋細胞質内のCa^<2+>濃度の変化により巧みに制御・調節されている。骨格筋細胞では、生理的には細胞膜上で起こった電気的変化(興奮)を膜電位センサー(DHP受容体)が関知し、その情報が細胞内のCa^<2+>貯蔵部位である筋小胞体(SR)へと伝達され、Ca^<2+>が放出されることにより収縮が引き起こされる。この細胞膜の興奮から筋収縮までの一連の過程を興奮収縮連関と呼ぶが、その分子機構、特にSR膜上のCa^<2+>放出チャネルであるリアノジン受容体(RyR)がどのようにその開口状態(Ca^<2+>放出)を調節されているかについては未解明のままとなっている。また、骨格筋型リアノジン受容体(RyR-1)は、この生理的なCa^<2+>放出様式とは別にCa^<2+>によるCa^<2+>放出(Ca^<2+>-induced Ca^<2+> releasc=CICR)としての機能も併せ持つが、その意義についても不明である。悪性高熱症の実用薬であるダントロレンは、骨格筋のSRからのCa^<2+>放出を抑制し、生理的Ca^<2+>放出調節の重要因子を認識している可能性を有する。そこで本研究では、骨格筋の興奮収縮連関の分子機構の解明を目的として、ダントロレンをリード化合物とする特異的な分子プローブの開発を目指した。今回、光親和性標識法の活用によりCa^<2+>放出を制御している重要因子(標的タンパク質)を直接捕獲・同定することを目的として、いくつかの光親和性標識プローブ候補化合物を設計・合成した。そのうちアジド基含有のダントロレン誘導体であるGIF-0082が、RyR-1のCICRに影響を与えず、ダントロレンと同程度の単収縮(生理的なCa^<2+>放出の指標となる)抑制作用を有する選択的阻害剤としての機能を有することがわかった。また、実際の光親和性標識実験に用いるための放射標識体[^<125>I]GIF-0082の合成にも成功した。

肌肉收缩和松弛通过肌肉细胞质内Ca 2+ 浓度的变化来巧妙地控制和调节。在骨骼肌细胞中，膜电位传感器（DHP受体）在生理上检测细胞膜上发生的电变化（激发），并将该信息传递到肌肉，即细胞内Ca^2+储存部位。传输至内质网(SR)并释放Ca^2+，引起收缩。从细胞膜兴奋到肌肉收缩的一系列过程称为兴奋-收缩联动，其分子机制，特别是SR膜上的Ca^2+释放通道兰尼碱受体（RyR）是如何实现这一过程的？目前尚不清楚开放状态（Ca^<2+> 释放）是否受到调节。除了这种生理性Ca^<2+>释放模式外，骨骼肌型兰尼碱受体(RyR-1)也通过Ca^<2+>释放Ca^<2+>(Ca^<2+>-诱导) Ca^<2+>releasesc=CICR)，但其意义未知。丹曲林是治疗恶性高热的实用药物，可抑制骨骼肌SR中Ca^2+的释放，并可能被认为是调节生理性Ca^2+释放的重要因素。因此，在本研究中，我们旨在开发一种以丹曲林为先导化合物的特异性分子探针，旨在阐明骨骼肌兴奋-收缩耦合的分子机制。这次，我们开发了几种光亲和标记探针候选化合物，旨在利用光亲和标记直接捕获和识别控制Ca^2+释放的重要因子（目标蛋白）。其中，含有叠氮基的丹曲林衍生物GIF-0082不影响RyR-1的CICR，并且具有与丹曲林相同的抽搐收缩(指示生理性Ca^2+释放)抑制作用。它具有选择性抑制剂的功能。我们还成功合成了放射性标记的[^<125>I]GIF-0082，用于实际的光亲和标记实验。

项目成果

S.Futagami, et al.: "Total Synthesis of Ravidomycin : revision of absolute and relative stereochemistry."Tetrahedron Lett.. 41・7. 1063-1067 (2000)

S. Futagami 等：“Ravidomycin 的全合成：绝对和相对立体化学的修订。”41・7 (2000)。

T.Hosoya, et al.: "Silicon-Directed Regioselective [2+2] Cycloaddition of α-Alkoxybenzyne and Ketene Silyl Acetals."Synlett. 4. 520-522 (2000)

T.Hosoya 等人：“α-烷氧基苯炔和乙烯酮甲缩醛的硅定向区域选择性 [2+2] 环加成”。Synlett. 4. 520-522 (2000)