特定されたニューロンの活性に対するcAMPおよびCGMP誘導体のさまざまな効果：生化学的および電気生理学的分析

8位に置換されたcAMPおよびCGMP誘導体、およびホスホジエステラーゼ阻害剤は、Aplysia Neuron R15の内因性の「破裂」活性を修正します。使用されるエージェントに応じて、いくつかの異なる活動パターンが誘発されました。8-ベンジルチオキャンプまたは8-パラクロロフェニルチオキャンプ、5マムから0.3 mmの濃度で、内ブラスト過分極の深さと持続時間を著しく強化し、一部の細胞ではバーストが完全に阻害されました。対照的に、8-パクロロフェニル - チオ-CGMP処理により、脱分極と長い遅いバーストの出現が生じ、内部相にはほとんど影響がありませんでした。cAMPとcGMPのパラクロロフェニルチョウ誘導体が等しい濃度で一緒に加えられたとき、長くて深い内容の過分極によって中断された長いバーストで構成されるパターンが観察されました。このパターンは、ホスホジエステラーゼ阻害剤イソブチルメチルキサンチン（IBMX）によって誘発することもできます。IBMXはcAMPおよびCGMPホスホジエステラーゼを阻害し、cAMPとCGMPの両方が無傷の神経節およびR15を含む個々の特定された神経細胞体に蓄積しました。別のホスホジエステラーゼ阻害剤であるRO 7-2956は、CGMPホスホジエステラーゼよりもcAMPのより強力な阻害剤でした。RO 7-2956はまた、バースト活動を修正し、界面の過分極を優先的に強化するように見えました。高濃度では、8置換されたcAMPおよびCGMP誘導体は、cAMPおよびCGMPホスホジエステラーゼも阻害しました。cAMPおよびCGMPの8-パクロロフェニルチオ誘導体は、このアッセイで互いに区別できなかったため、ホスホジエステラーゼ阻害は、破裂活性に対するそれらの異なる効果の原因ではありません。誘導体は、ATPからの32pのヒストンへの取り込みによって測定されるように、Aplysia Ganglionホモジネートのプロテインキナーゼ活性を刺激しました。IBMXとRO 7-2956は、プロテインキナーゼ活性に検出可能な効果がありませんでした。プロテインキナーゼ活性化に必要なcAMPおよびCGMP誘導体の濃度（10（-8）M-10（-6）m）は、ホスホジエステラーゼ阻害に必要なものよりもはるかに低かった（10（-5）M-10（-3）m）。したがって、微分タンパク質のリン酸化は、微分ホスホジエステラーゼ阻害よりも、ニューロンR15バースト活性に対するCAMPおよびCGMP誘導体の影響に関与する可能性が高くなります。

Eight-position substituted cAMP and cGMP derivatives, and phosphodiesterase inhibitors, modify endogenous 'bursting' activity in Aplysia neuron R15. Several different patterns of activity were elicited depending on the agent used. 8-Benzylthio-cAMP or 8-parachlorophenylthio-cAMP, at concentrations between 5 muM and 0.3 mM, markedly enhanced the depth and duration of the interburst hyperpolarization, and in some cells bursting was inhibited completely. In contrast, 8-parachlorophenyl-thio-cGMP treatment led to some depolarization and to the appearance of long slow bursts, with little effect on the interburst phase. When the parachlorophenylthio-derivatives of cAMP and cGMP were added together at equal concentrations, a pattern consisting of long bursts interrupted by long and deep interburst hyperpolarizations was observed. This pattern could also be elicited by the phosphodiesterase inhibitor isobutylmethylxanthine (IBMX). IBMX inhibited cAMP and cGMP phosphodiesterases and caused both cAMP and cGMP to accumulate in intact ganglia and in individual identified neuronal cell bodies including that of R15. Another phosphodiesterase inhibitor, Ro 7-2956, was a more potent inhibitor of cAMP than of cGMP phosphodiesterase; Ro 7-2956 also modified bursting activity, and seemed to enhance preferentially the interburst hyperpolarization. At high concentrations the 8-substituted cAMP and cGMP derivatives also inhibited cAMP and cGMP phosphodiesterases. The 8-parachlorophenylthio-derivatives of cAMP and cGMP were indistinguishable from each other in this assay, and thus phosphodiesterase inhibition cannot be responsible for their differential effects on bursting activity. The derivatives stimulated protein kinase activity in Aplysia ganglion homogenates, as measured by the incorporation of 32P from ATP into histone. IBMX and Ro 7-2956 had no detectable effect on protein kinase activity. The concentrations of cAMP and cGMP derivatives required for protein kinase activation (10(-8)M-10(-6)M) were much lower than those required for phosphodiesterase inhibition (10(-5)M-10(-3)M). Thus, differential protein phosphorylation is more likely to be responsible for the effects of cAMP and cGMP derivatives on neuron R15 bursting activity than is differential phosphodiesterase inhibition.