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チャネル レドックスセンサーとしてのカリウムチャネルのサブユニット

CHANNELS:
Potassium Channel Subunit as Redox Sensor

Editor's Choice

Sci. STKE, Vol. 2006, Issue 338, pp. tw187, 6 June 2006.
[DOI: 10.1126/stke.3382006tw187]

要約 : 電位依存性カリウム(Kv)チャネルのKvβサブユニットは、NADPH補因子の酸化と共役するアルデヒド基のアルコールへの還元を触媒する酵素であるアルド‐ケトレダクターゼ(AKR)と構造的類似性を有する。ところが、興奮性細胞の活動電位に不可欠であるカリウムイオンの電位感受性コンダクタンスを可能にするKvチャネルとの相互作用において、Kvβタンパク質が触媒能を発揮するかどうかは不明であった。Wengらは、分光光度アッセイを用いて、精製したラットKvβ2がNADPHと会合し、他のAKRの基質として機能することが知られている低分子アルデヒドを還元できることを示した。他の条件のもとでは、Kvβ2は逆反応、すなわちアルコールからヒドリドイオンを転移して、NADP+の還元を促進した。酵素の活性部位におけるアミノ酸残基の変異により、酵素活性は低下した。チャネルのサブユニットを発現する卵母細胞のインサイドアウトパッチにおいて、Kvβ基質をKvチャネルに適用したところ、チャネル不活性化が減少し、チャネルを介するピーク電流および定常状態の電流が増大した。NADPH補因子はチャネルと極めて強固に会合すること、および触媒およびチャネルの機能に対するさまざまな基質の比例的作用は、結合したNADPHのNADP+への変換がチャネルの性質の変化をもたらすかもしれないことを示唆する。この結果は、Kvβがチャネル活性によってその機能が調節される酵素であるか、あるいはKv活性と細胞のレドックス状態を共役させるレドックスセンサーであることを示する。Kvβチャネルのコンダクタンスが低酸素または酸化ストレスに応答して変化することが知られていることを考慮して、著者らは後者の可能性を支持して、相互作用メカニズムのさらなる解明とKvβの生理学的基質の同定により、この問題はきっぱりと解決するであろうと予想している。

J. Weng, Y. Cao, N. Moss, M. Zhou, Modulation of voltage-dependent Shaker family potassium channels by an aldo-keto reductase. J. Biol. Chem. 281, 15194-15200 (2006). [Abstract] [Full Text]

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