リンlemman-リン酸化は、心筋細胞のNa/Kポンプ機能に対するベータアドレナリン作用効果を媒介します

心臓交感神経刺激は、筋細胞Caの調節に関与するタンパク質のベータアドレナリン作動性（Beta-AR）受容体とプロテインキナーゼA（PKA）リン酸化を活性化します。Na/K-ATPase（NKA）は、細胞内[Na]（[Na] I）の調節に不可欠であり、Na/Ca Exchangeを介して[Ca] Iに影響します。ただし、PKAがNKA関数を変更する方法は不明です。さまざまな組織でNKAと相互作用するタンパク質のFXYDファミリーのメンバーであるリンlemman（PLM）は、心臓の主要なPKA基質です。ここでは、PLMリン酸化が野生型（WT）およびPLMノックアウト（PLM-KO）マウスを使用した心臓NKA機能に対するPKA効果の原因であるという仮説をテストしました。NKAを介した[Na] I衰退と電流（IPUMP）を測定して、単離された筋細胞におけるNKA機能に対するベータAR効果を評価しました。WT筋細胞では、1ミクロモール/Lイソプロテレノール（ISO）がPLMリン酸化を増加させ、主に内部NAに対する親和性を高めることによりNKA活性を刺激しました（kmは18.8 +/- 1.4から13.6 +/- 1.5 mmol/Lに減少しました）。最大ポンプレートへの影響。これにより、安静時[na] i（12.5 +/- 1.8から10.5 +/- 1.4 mmol/L）の大幅な減少が発生しました。制御条件下でのPLM-KOマウスでは、km（14.2 +/- 1.5 mmol/L）はWTよりも低かったが、ISOの存在下ではWTのマウスに匹敵します。さらに、ISOはPLM-KOマウスのNKA機能に有意な影響を与えませんでした。筋細胞膜小胞でのATPase活性は、PLM-KO対WT（12.9 +/- 0.9対16.2 +/- 1.5）でより低いkm（NA）を示しました。したがって、PLMはその[Na] I親和性を低下させることによりNKA活性を阻害し、この阻害効果はPKA活性化によって緩和されます。PLMは、ホスホランバンが関連するSR Ca-ATPase（リン酸化によって緩和される輸送基質親和性の阻害）に影響する方法と同様の方法でNKA機能を調節すると結論付けます。

Cardiac sympathetic stimulation activates beta-adrenergic (beta-AR) receptors and protein kinase A (PKA) phosphorylation of proteins involved in myocyte Ca regulation. The Na/K-ATPase (NKA) is essential in regulating intracellular [Na] ([Na]i), which in turn affects [Ca]i via Na/Ca exchange. However, how PKA modifies NKA function is unknown. Phospholemman (PLM), a member of the FXYD family of proteins that interact with NKA in various tissues, is a major PKA substrate in heart. Here we tested the hypothesis that PLM phosphorylation is responsible for the PKA effects on cardiac NKA function using wild-type (WT) and PLM knockout (PLM-KO) mice. We measured NKA-mediated [Na]i decline and current (IPump) to assess beta-AR effects on NKA function in isolated myocytes. In WT myocytes, 1 micromol/L isoproterenol (ISO) increased PLM phosphorylation and stimulated NKA activity mainly by increasing its affinity for internal Na (Km decreased from 18.8+/-1.4 to 13.6+/-1.5 mmol/L), with no significant effect on the maximum pump rate. This led to a significant decrease in resting [Na]i (from 12.5+/-1.8 to 10.5+/-1.4 mmol/L). In PLM-KO mice under control conditions Km (14.2+/-1.5 mmol/L) was lower than in WT, but comparable to that for WT in the presence of ISO. Furthermore, ISO had no significant effect on NKA function in PLM-KO mice. ATPase activity in sarcolemmal vesicles also showed a lower Km(Na) in PLM-KO versus WT (12.9+/-0.9 versus 16.2+/-1.5). Thus, PLM inhibits NKA activity by decreasing its [Na]i affinity, and this inhibitory effect is relieved by PKA activation. We conclude that PLM modulates the NKA function in a manner similar to the way phospholamban affects the related SR Ca-ATPase (inhibition of transport substrate affinity, that is relieved by phosphorylation).