生体の科学58巻5号

2007年10月発行

特集 タンパク質間相互作用 8．チャネル

心筋Caチャネルと細胞内タンパク質間の相互作用

著者： 當瀬規嗣¹ 小林武志¹

所属機関： ¹札幌医科大学医学部生理学第一講座

ページ範囲：P.408 - P.409

　電位依存性Caチャネルは細胞膜に存在し，細胞外からのCaイオン流入の主要な経路である。電位依存性Caチャネルは遺伝子とタンパク構造の解析から，イオン通路を構成するα₁サブユニットとβ，α₂δ，γ（一部）の修飾サブユニットから成ることがわかっている^1）。このうちαサブユニットをコードする遺伝子にはCav1，Cav2，Cav3の三つのグループがあることが確認されている。機能の面から見ると，Cav1はL型，Cav2はN，P/Q，R型，Cav3はT型のそれぞれのCaチャネルのα₁サブユニットである。電位依存性Caチャネルを介して流入したCaイオンは，直接膜電位を脱分極させ活動電位生成に関わるだけでなく，筋細胞にあっては収縮，腺細胞にあっては分泌顆粒の移動，神経にあってはシナプス伝達に関与し，生体反応の枢軸をなしている。したがって，電位依存性Caチャネルの活性を調節することは，細胞機能の調節においてきわめて効果的であると考えられ，実際，数多くの細胞情報伝達機構の最終目標分子となっている。

　心筋細胞では，洞房結節，房室結節の活動電位はCa依存性であり，収縮自体も細胞外Ca依存性であり，電位依存性Caチャネルは心臓機能を決定付ける存在である。心筋の電位依存性Caチャネルは大部分がL型であり，活動電位やCa流入について主要な役割を演じている。自律神経や生理活性物質によるL型Caチャネル機能の調節は，おもにタンパクリン酸化酵素を介して，リン酸化というしくみで行われる。これまでに，cAMP依存性キナーゼ（Aキナーゼ）とcGMP依存性キナーゼによるリン酸化過程が明らかになっている。アドレナリンβ受容体刺激はG_sタンパクを活性化するが，cAMP産生によりAキナーゼを活性化する経路のほかに，G_sタンパクが直接的にL型Caチャネルを活性化しうることが報告されている。これはタンパク-タンパク相互作用によると推定されるが，詳細の解明はなされていない。一方，L型Caチャネルは，骨格筋においてCaイオンを介さずに直接的なタンパク-タンパク相互作用により筋小胞体のリアノジン受容体を活性化し，興奮収縮連関を構成しているが，心筋でのこの機構の有無は諸家の一致をみていない。

参考文献

48：1111-1124, 1995

103：347-353, 2007

287：C1717-C1724, 2004

100：13093-13098, 2003

40：562-569, 2006