Új feszültségfüggő és 2P típusú kálium csatornák klónozása és szerepük vizsgálata
Title in English
Cloning and functional characterisation of new voltage-dependent and 2P-type
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Dept. of Physiology (Semmelweis University)
Participants
Czirják, Gábor Molnár, Zoltán
Starting date
2004-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
13.416
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Pályázatunkban feszültségfüggő- és 2P-típusú kálium csatornák klózását, valamint működésük vizsgálatát tűztük ki célul. Elsősorban szabályozásukkal valamint fizológiás szerepükkel foglalkoztunk. A 2P típusú TRESK csatornát másodikként klónoztuk meg, és elsőként írtuk le kalcium-függő szabályozását. Kimutattuk, hogy a TRESK-et –a 2P háttér csatornák között egyedülálló módon- az intracelluláris kalcium koncentráció emelkedése aktiválja. E hatást egy foszfatáz, a kalcineurin közvetíti. A kalcineurin reverzibilisen defoszforilálja a TRESK csatorna intracelluláris hurok szakaszának 276-os foszfoszerinjét, aminek következtében a csatorna konduktanciája közel 10x-esére fokozódik. Felismertük, hogy a TRESK intracelluláris hurok részén egy olyan szekvencia motívum (PQIVID) van jelen, melyhez hasonló a kalcineurin legismertebb szubsztrátjában, az NFAT-ban is megtalálható. Kimutattuk, hogy a kalciummal aktivált kalcineurin e motívumon keresztül is kapcsolódik a TRESK-hez, ami előfeltétele a csatorna defoszforilációjának/aktiválásának. Vizsgálatainkban részletesen elemeztük a TRESK farmakológiai tulajdonságait, eredményeink alapján a TRESK áram egyrészt elkülönítő más 2P csatornákétól, másrészt megállapítható aktivációjának mértéke is.
A Kv8.2 feszültségfüggő kálium csatorna klónozását követően kimutattuk, hogy az alegység elsősorban a retina fotoreceptoraiban expresszálódik, és jelenléte e sejtek számára különleges elektrofiziológiai tulajdonságot biztosít.
Results in English
The aim of our OTKA project was to clone and characterize 2P-type and voltage dependent potassium channels. We have focused mainly on their regulation and physiological role. We published the second paper about the cloning of the 2P type TRESK channel and we described its calcium dependent regulation. We have shown that TRESK, unlike any other 2P-type potassium channel, is activated by elevation of the cytoplasmic Ca2+ concentration. This effect is mediated by the calcium dependent phosphatase, calcineurin. Calcineurin dephosphorylates phosphoserine 276 in the intracellular loop of TRESK what results in its increased conductance of almost 10-fold. We recognized an amino acid stretch in the intracellular loop of TRESK (PQIVID) which is similar to a motif possessed by the most important substrate of calcineurin, NFAT. We have shown that calcineurin, when activated by Ca2+, attaches to TRESK through this motif and this binding is necessary for the dephosphorylation/activation of the channel. We also analyzed the pharmacological properties of TRESK; based on these results TRESK current can be distinguished from that of other 2P potassium channels. In addition, the degree of the activation of TRESK can also be estimated.
After we had cloned the Kv8.2 voltage sensitive potassium channel we showed that the subunit is expressed predominantly in the photoreceptors of the retina and its current significantly contributes to the unique electrophysiological properties of these cells.
Czirják G, Tóth ZE, Enyedi P.: The two-pore domain K+ channel, TRESK, is activated by the cytoplasmic calcium signal through calcineurin., J Biol Chem. 2004 Apr 30;279(18):18550-8, 2004
Czirjak G, Enyedi P.: Zinc and mercuric ions distinguish mouse TRESK from the other two-pore-domain K+ channels., Mol Pharmacol. 2006 Mar;69(3):1024-32. Epub 2005 Dec 14., 2005
Lopes CM, Rohács T, Czirják G, Balla T, Enyedi P, Logothetis DE.: PIP2-HYDROLYSIS UNDERLIES AGONIST-INDUCED INHIBITION AND REGULATES VOLTAGE-GATING OF 2-P DOMAIN K+ CHANNELS., J Physiol. 2005 Jan 27; [Epub ahead of print], 2005
Czirják G, Enyedi P.: Targeting of calcineurin to an NFAT-like docking site is required for the calcium-dependent activation of the background K+ channel, TRESK., J Biol Chem. 2006 May 26;281(21):14677-82., 2006
Femling JK, Cherny VV, Morgan D, Rada B, Davis AP, Czirjak G, Enyedi P, England SK, Moreland JG, Ligeti E, Nauseef WM, DeCoursey TE.: The antibacterial activity of human neutrophils and eosinophils requires proton channels but not BK channels., J Gen Physiol. 2006 Jun;127(6):659-72, 2006
Czirják G, Tóth ZE, Enyedi P.: Characterization of the heteromeric potassium channel formed by kv2.1 and the retinal subunit kv8.2 in Xenopus oocytes., J Neurophysiol. 2007 Sep;98(3):1213-22. Epub 2007 Jul 25., 2007
