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細胞:受容体では細胞質領域が単一チャネルコンダクタンスを決定する

Nature 424, 6946 doi: 10.1038/nature01788

5-ヒドロキシトリプタミン3型(5-HT3)受容体は、Cys-ループスーパーファミリーに属する伝達物質作動性の陽イオン選択性イオンチャネルである。ヒトの組換え5-HT3受容体では、5-HT3Aサブユニットのホモ多量体と5-HT3Aと5-HT3Bのヘテロ多量体とで、単一チャネルコンダクタンスが著しく異なり、それぞれ0.4pSと16pSである。奇妙なことに、チャネルの内壁を構成する5-HT3AサブユニットのM2ドメインは陽イオンの透過を促進すると思われるが、5-HT 3BのM2ドメインは促進しないと推測される。本論文では、この観察結果をうまく説明できる単一チャネルコンダクタンスの決定要因について報告する。我々は5-HT3Aサブユニットと5-HT3Bサブユニットのキメラを作成して、受容体の細胞質側にある大きなループ中に、チャネルコンダクタンスに大きく影響する領域(HAストレッチ)があることを突きとめた。5-HT3AサブユニットのHAストレッチに特有の3個のアルギニン残基を、5-HT3Bサブユニットの相当する残基に置き換えると、単一チャネルコンダクタンスが28倍も上昇した。シビレエイニコチン性アセチルコリン受容体の超微細構造の研究から、これらの重要な残基は透過経路となる狭い開口部を縁取っている可能性が指摘されている。今回の発見によって5-HT3Aのホモ型受容体のコンダクタンスが異常に低いという難問が解決し、Cys-ループ型伝達物質作動性イオンチャネルにおけるHAストレッチの重要な役割が明らかになった。

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