ニューロンにおけるSer¹⁹²⁸のリン酸化は、β2-アドレナリン受容体によるL-型Ca²⁺チャネルCav1.2の活性を亢進する

Sci. Signal. 24 Jan 2017:
Vol. 10, Issue 463,
DOI: 10.1126/scisignal.aaf9659

Hai Qian^1,*, Tommaso Patriarchi², Jennifer L. Price², Lucas Matt^2,†, Boram Lee², Madeline Nieves-Cintrón², Olivia R. Buonarati², Dhrubajyoti Chowdhury², Evanthia Nanou³, Matthew A. Nystoriak^2,‡, William A. Catterall³, Montatip Poomvanicha⁴, Franz Hofmann⁴, Manuel F. Navedo^2,§, and Johannes W. Hell^1,2,§

¹ Department of Pharmacology, University of Iowa, Iowa City, IA 52242-1109, USA.
² Department of Pharmacology, University of California, Davis, CA 95616-8636, USA.
³ Department of Pharmacology, University of Washington, Seattle, WA 98195-7280, USA.
⁴ Department of Pharmacology and Toxicology, Technical University of Munich, D-80802 Munich, Germany.

§ Corresponding author. Email: mfnavedo@ucdavis.edu (M.F.N.); jwhell@ucdavis.edu (J.W.H.)

* Present address: Genocoon LLC, Chadds Ford, PA 19317, USA.

† Present address: Department of Pharmacology, Toxicology and Clinical Pharmacy, Institute of Pharmacy, University of Tübingen, Auf der Morgenstelle 8, D-72076 Tübingen, Germany.

‡ Present address: Diabetes and Obesity Center, Department of Medicine, University of Louisville, 580 South Preston Street, Delia Baxter, Louisville, KY 40202, USA.

要約

L-型Ca²⁺ チャネルであるCa_v1.2は、心拍数やニューロンの興奮性など全身の複数の機能を制御している。これは、β-アドレナリン受容体（βAR）、環状アデノシン一リン酸（cAMP）およびプロテインキナーゼA（PKA）が関わるシグナル伝達経路により引き起こされる、闘争・逃走ストレス反応の重要なメディエーターである。PKAはげっ歯類とヒトを含め、in vitroおよびin vivoにおいてCa_v1.2中のSer¹⁹²⁸ をリン酸化する。しかし、S1928Aノックイン（KI）マウスの心臓では正常なPKAを介したL-型チャネルの制御が行われており、このことは、Ser¹⁹²⁸ がこの組織におけるPKAによる心臓のCa_v1.2調節に不要であることを示している。われわれは、ニューロンにおけるPKAによるL-型電流の増強は、S1928A KIマウスでは認められないことを報告する。さらにS1928A KIマウスは、Ca_v1.2と、β₂-アドレナリン受容体（β₂AR）-cAMP-PKAによるその活性の増強を必要とする1種のシナプス可塑性である、長期シータテタヌス（PTT-LTP）に応答した長期増強を誘発できなかった。このように、心筋細胞と海馬ニューロンにおけるPKAによるCa_v1.2の調節には、予想外の大きな隔たりが存在する。

Citation: H. Qian, T. Patriarchi, J. L. Price, L. Matt, B. Lee, M. Nieves-Cintron, O. R. Buonarati, D. Chowdhury, E. Nanou, M. A. Nystoriak, W. A. Catterall, M. Poomvanicha, F. Hofmann, M. F. Navedo, J. W. Hell, Phosphorylation of Ser¹⁹²⁸ mediates the enhanced activity of the L-type Ca²⁺ channel Ca_v1.2 by the β₂-adrenergic receptor in neurons. Sci. Signal. 10, eaaf9659 (2017).