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イオンチャネルのカルモジュリン変調は、生物学の顕著なテーマとして浮上しています。CA2+/カルモジュリン（CAM）による変調に対するKCNQ1-5 K+チャネルの感度は、パッチクランプ、CA2+イメージング、および生化学的および薬理学的アプローチを使用して研究されました。中国のハムスター卵巣（CHO）細胞におけるCAMの共発現は、KCNQ2、KCNQ4、およびKCNQ5の電流を強く減少させましたが、KCNQ1またはKCNQ3は強く減少しました。同時電流記録/Ca2+イメージング実験では、CAMはKCNQ4およびKCNQ5にCA2+感度を付与しましたが、KCNQ1、KCNQ3、またはKCNQ1/KCNE1チャネルには付与されませんでした。KCNQ4のカルボキシ末端と残りのKCNQ1から構築されたキメラは、KCNQ4と同様のCa2+感度を示しました。KCNQ4 Carboxy端子と残りのKCNQ3の異なる長さで構成されたキメラは、Ca2+/CAMに対する感度を付与する領域を局在化しました。CAMの葉特異的変異は、そのアミノ末端葉がKCNQ/CAM複合体のCa2+感受性を媒介することを明らかにしました。チャネルカルボキシ末端内のCAMアクションの部位は、KCNQオープナーn-エチルマレイミド（NEM）のそれと重複しています。CAMの過剰発現により、KCNQ2、KCNQ4、およびKCNQ5のNEM増強が減少し、NEMの前処理がブラジキニンによる交感神経ニューロンのM電流のCa2+/CAM媒介抑制を減少させることがわかりました。私たちは、このチャネルファミリ間で観測された違いの根底にある、機能的に異なる2つのタイプのカルボキシ終末の根底にあることを提案します。
イオンチャネルのカルモジュリン変調は、生物学の顕著なテーマとして浮上しています。CA2+/カルモジュリン（CAM）による変調に対するKCNQ1-5 K+チャネルの感度は、パッチクランプ、CA2+イメージング、および生化学的および薬理学的アプローチを使用して研究されました。中国のハムスター卵巣（CHO）細胞におけるCAMの共発現は、KCNQ2、KCNQ4、およびKCNQ5の電流を強く減少させましたが、KCNQ1またはKCNQ3は強く減少しました。同時電流記録/Ca2+イメージング実験では、CAMはKCNQ4およびKCNQ5にCA2+感度を付与しましたが、KCNQ1、KCNQ3、またはKCNQ1/KCNE1チャネルには付与されませんでした。KCNQ4のカルボキシ末端と残りのKCNQ1から構築されたキメラは、KCNQ4と同様のCa2+感度を示しました。KCNQ4 Carboxy端子と残りのKCNQ3の異なる長さで構成されたキメラは、Ca2+/CAMに対する感度を付与する領域を局在化しました。CAMの葉特異的変異は、そのアミノ末端葉がKCNQ/CAM複合体のCa2+感受性を媒介することを明らかにしました。チャネルカルボキシ末端内のCAMアクションの部位は、KCNQオープナーn-エチルマレイミド（NEM）のそれと重複しています。CAMの過剰発現により、KCNQ2、KCNQ4、およびKCNQ5のNEM増強が減少し、NEMの前処理がブラジキニンによる交感神経ニューロンのM電流のCa2+/CAM媒介抑制を減少させることがわかりました。私たちは、このチャネルファミリ間で観測された違いの根底にある、機能的に異なる2つのタイプのカルボキシ終末の根底にあることを提案します。
Calmodulin modulation of ion channels has emerged as a prominent theme in biology. The sensitivity of KCNQ1-5 K+ channels to modulation by Ca2+/calmodulin (CaM) was studied using patch-clamp, Ca2+ imaging, and biochemical and pharmacological approaches. Coexpression of CaM in Chinese hamster ovary (CHO) cells strongly reduced currents of KCNQ2, KCNQ4, and KCNQ5, but not KCNQ1 or KCNQ3. In simultaneous current recording/Ca2+ imaging experiments, CaM conferred Ca2+ sensitivity to KCNQ4 and KCNQ5, but not to KCNQ1, KCNQ3, or KCNQ1/KCNE1 channels. A chimera constructed from the carboxy terminus of KCNQ4 and the rest KCNQ1 displayed Ca2+ sensitivity similar to KCNQ4. Chimeras constructed from different lengths of the KCNQ4 carboxy terminal and the rest KCNQ3 localized a region that confers sensitivity to Ca2+/CaM. Lobe-specific mutations of CaM revealed that its amino-terminal lobe mediates the Ca2+ sensitivity of the KCNQ/CaM complex. The site of CaM action within the channel carboxy terminus overlaps with that of the KCNQ opener N-ethylmaleimide (NEM). We found that CaM overexpression reduced NEM augmentation of KCNQ2, KCNQ4, and KCNQ5, and NEM pretreatment reduced Ca2+/CaM-mediated suppression of M current in sympathetic neurons by bradykinin. We propose that two functionally distinct types of carboxy termini underlie the observed differences among this channel family.
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