カリウムチャネル内向き整流特性に果たすポリアミンの役割

多胺在钾通道内向整流特性中的作用

• 批准号: 08770035
• 负责人: 柳 圭子
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: 佐賀医科大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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-08770035/
• 关键词: カリウムチャネル; 内向き整流カリウムチャネル; イオンチャネル; ポリアミン; スペルミン; IRK1; マグネシウムイオン

興奮性細胞膜に存在する内向き整流カリウムチャネルは、平衡電位よりも負電位側において細胞外から内へカリウムイオンを通すが、正電位側では内から外へ通しにくい性質をもつ。この内向き整流性の電流電圧関係の機序の一つとして、近年細胞内に普遍的に存在するポリアミンと呼ばれる有機物質によるチャネル孔の閉塞(ブロック)が明らかとなった。ポリアミンは生理的なpHでは多価の陽イオンとして存在し、細胞内で複雑な代謝経路を経て2価のプトレッシンから3価のスペルミヂン、4価のスペルミンへと順に作られる。そこで本研究ではこれらのポリアミン、およびやはり生理的な内向き整流カリウムチャネルのブロッカーであることが知られているマグネシウムイオン(Mg)について各々の内向き整流性への関与、役割を明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、約1μMの細胞内スペルミンによるチャネルブロックが単独で強い内向き整流性を引き起こすことが示された。その場合カリウムの平衡電位(約-83mV)付近から正電位側では外向き電流はわずかにしか流れなかった。これと同時に細胞内に約1mMのMg(生理的濃度)が存在する状態で細胞を脱分極させると、より正電位側でMgはスペルミンに代わってチャネルをブロックすることが示された。このMgによるブロックは再分極(脱分極後に再び膜を分極)によって瞬時に解放されるため平衡電位付近において外向き電流を増加させた。2価のアミンであるプトレッシンもMgと同様の働きをした。この事は興奮性細胞、特に心筋細胞の活動電位において最終的な再分極を促す重要な機構であることが示唆された。

存在于可兴奋细胞膜中的内向整流钾通道允许钾离子在与平衡电位相比为负电位的情况下从细胞外部进入细胞内部，但具有钾离子难以从细胞内部进入细胞内部的性质。外部处于正电位。近年来，人们已经清楚，这种内向整流电流-电压关系的机制之一是细胞内普遍存在的称为多胺的有机物质阻塞通道孔。多胺在生理pH下以多价阳离子存在，并通过细胞内复杂的代谢途径从二价腐胺顺序产生为三价亚精胺和四价精胺。因此，在本研究中，我们将阐明这些多胺和镁离子（Mg）在内向整流特性中的参与和作用，镁离子（Mg）也被称为生理性内向整流钾通道的阻断剂。结果表明，仅用约 1 μM 细胞内精胺阻断通道即可引起强烈的内向整流。在这种情况下，只有少量的外向电流从钾平衡电位（约-83 mV）附近流向正电位侧。同时，当细胞内存在约 1mM Mg（生理浓度）的情况下细胞去极化时，Mg 会代替精胺在更正的电位下阻断通道。镁的这种阻碍立即通过复极化（去极化后膜再次极化）释放，这增加了接近平衡电位的外向电流。腐胺是一种二价胺，其表现也与镁类似。这被认为是促进可兴奋细胞，特别是心肌细胞动作电位最终复极化的重要机制。