Regulation of intracellular calcium concentration in skeletal muscle cells
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Department of Physiology (University of Debrecen)
Participants
Lukács, Balázs Szentandrássyné Gönczi, Mónika
Starting date
2004-01-01
Closing date
2006-07-31
Funding (in million HUF)
1.634
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az elektromechanikai csatolásban kulcsszerepet játszik dihidropiridin (DHP) receptor 2-3 hurokja és a rianodin receptor közötti kölcsönhatás. A DHP receptor putatív kölcsönható részével analóg a Scorpio Maurus Palmatus nevű skorpió toxinja a „maurocalcin” (MCa).
Megállapítottuk, hogy a MCa befolyásolja a szarkoplazmás retikulum calcium csatornájának kapuzását, hosszantartó szubkonduktancia állapotok létrehozásával. Ezen szubkonduktancia állapotok átlagos ideje 10-12 másodperc a vad tipusú toxin esetén, míg a különböző pontmutánsok hatása csökkent attól függően, hogy a mutáció helye milyen messze van a kritikus 24-es pozíciótól.
A csatorna (RyR1) ion-vezető pórusának méretét - a lantanida-kontrakciót felhazsnálva – gadolinium és európium ionra vonatkozó kinetikai paraméterek meghatározásával kezdtük el. Megállapítottuk, hogy a gadoliniumra vonatkozó fél-gátló koncentráció a cis és a trans oldalra nézve megegyezik és mintegy 5 mikromól. Ugyanakkor az euróium a trans oldal felől hatástalan és a cis oldalra vonatkozó fél-gátló koncentráció mintegy három nagyságrenddel alacsonyabb mint gadoliniumra. A két lantanida hatásának ilyen mértékére nem találtunk magyarázatot.
Results in English
The interaction between the 2-3 loop of the Dihidropyridin receptor (DHPR) and the ryanodine receptor (RyR1) plays essential role int he electro-mechanical coupling. The toxin of the Scorpio Maurus Palmatus (maurocalcine = MCa) has very similar structure to the putative interaction domain of the DHPR and induces long lasting subconductance states ()LLSS) on the RyR1. The average length of these LLSS are about 10-12 seconds in case of the wild type toxin, while in case of mutated ones the length is dependent ont he distance of the mutation site from the critical 24th amino acid residue.
We planned to estimate the diameter of the conductive channel of the Ryanodine receptor (RyR1) using Gadolinium and europium ions – based ont he lanthanide contraction. It was shown, that the half inhibitory gadolinum concentration is about 5 microM on the cis and on the trans side too. Similar studies carried out using Europium ions reveled, that Europium does not influence the channel from the trans side, but inhibits from the cis side – surprisingly much stronger, since the half-inhibitory concentration is a few nanomole. We have no exlponation for these striking findings.
SARKOZI S, Szegedi C, Lukacs B, Ronjat M, Jona I.: Effect of gadolinium on the ryanodine receptor/sarcoplasmic reticulum calcium release channel of skeletal muscle., FEBS Journal, 272. 464-471., 2005
N. Szentandrássy, G. Szigeti, C. Szegedi, S. Sárközi,J. Magyar, T. Bányász, L. Csernoch, L. Kovács, P. P. Nánási, I. Jóna: Effect of thymol on calcium handling in mammalian ventricular myocardium, Life Sciences 74. 909-921., 2004
Szentesi P, H. Szappanos, C. Szegedi, M. Gönczi, I. Jóna, J. Cseri, L. Kovács, L. Csernoch: Enhanced sarcoplasmic calcium release and altered elementary calcium release events in the presence of thymol in mammalian skeletal muscle, Biophyisical Journal 86 1436-1453., 2004
Rocchetti, M., Besana, A., Mostacciuolo, G., Micheletti, R., Ferrari, P., Sarkozi, S., Szegedi, C., Jona, I., Zaza, A.: Modulation of sarcoplasmic reticulum function by Na/K-pump inhibitors with different toxicity: digoxin and PST2744, J. Pharmacol. Exp. Ther. DOI:10.1124/jpet.104.077933, 2004
X. Altafaj, E. Esteve, W. Cheng, J. Urbani Brocard, R. Coronado, I. Jona, J.M Sabatier, M. De Waard, M. Ronjat: IDENTIFICATION OF THE MAUROCALCINE AND DOMAIN A OF THE II-III LOOP OF DHPR Cav1.1 á SUBUNIT BINDING SITES ON SKELETAL RYANODINE RECEPTOR., Biophysical Journal, 84E 239a, 2004
Cs. Szegedi, J. Almássy, J-M. Sabatier, I. Jóna: Effect of Maurocalcine on the Calcium Release Channel, Biophysical Journal, 84E 241a, 2004
L. Csernoch, M. Ronjat. JM. Sabatier, Cs. Szegedi and I. Jóna: Surface charge distribution commands the maurocalcine effect on the ryanodine receptor, J. Muscle Research and Cell Motility, 25. 257., 2004
Sarkozi, S., Almassy, J., Szegedi, C. and Jona, I.,: Effects of a calcium chelator TPEN on sarcoplasmic reticulum calcium release ryanodine receptor channel., J. Musc. Res. Cell Motil. 26: p62, 2005
