Modulation of the SR calcium channels of striated muschle in health and disease  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
37727
Type K
Principal investigator Jóna, István
Title in Hungarian Harántcsíkolt izom SR kalcium csatornájának modulációja egészséges és kóros körülmények között
Title in English Modulation of the SR calcium channels of striated muschle in health and disease
Panel Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent Department of Physiology (University of Debrecen)
Participants Körtvély, Ágnes
Lukács, Balázs
Sárközi, Sándor
Szegedi, Csaba
Starting date 2002-01-01
Closing date 2005-12-31
Funding (in million HUF) 8.272
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Az izom összehúzódás kiváltásában centrális szerepet játszó elektromechanikai csatolás kulcs-molekuláit tanulmányoztuk. Megállapítottuk, hogy a gadolinium ion mind a cisz mind a transz oldalról hasonlóan gátolja a csatornát (Ki=5,38±0,63µM és Ki=5,72±0,84µM, Ncis=4,21±0,47, Ntrans=4,5±0,41), feltehetően a kötőhely a csatorna vezető pórusának belsejében található, és a két oldal felől egyformán érhető el. Az európium a cis oldalról kvalitatíve hasonló módon gátol (Ki=107±17nM), míg trans oldalról hatástalan. Megállapítottuk, hogy a timol gátolja a kalcium pumpát (K i=253±4,7 μM, NHill=1,62±0,05) és a csatorna aktiválásával gyors kalcium felszabadulást vált ki (Vmax=0,47±0,04 nmol/s, EC50=258±21 nM, NHill=3,0±0,54). Szintetizáltuk a DHP receptor adott szakaszait, és megállapítottuk, hogy a maurocalcin (MCa) két módon is hat a RyR1 kapuzására, „hosszú fél-nyitott” (LLSS) állapotokat indukál, és az LLSS időszakok között növeli a csatorna nyitvatartási valószínűségét. A toxin pontmutánsai segítségével kimutattuk, hogy a 31 aminosavból álló teljes szekvenciának a hatás szempontjából legkritikusabb tagja a 24-es aminosav. A toxinmolekulát a 23, 22 20 és 8-as pozícióban alaninra mutálva a hatás erőssége attól függött, hogy térbelileg milyen messzire van a mutációs pont a kritikus 24-es pozíciótól. A MCa hatása polaritás- és potenciálfüggő
Results in English
Key molecules playing central role on the muscle contraction have been studied. We have shown using bilayer technique that Gadolinium inhibits the calcium channel from both sides (Ki=5.38±0.63µM and Ki=5.72±0.84 µM, Ncis=4.21.±0.47, Ntrans=4.5±0.41) showing, that the Gd3+ binding site is located in the middle region of the channel pore equally accessible from both sides while Eu3+ inhibited the channel only from the cis side (Ki=107±17nM). We have shown, that thymol inhibits the SR calcium pump (K i=253±4.7 μM and NHill=1.62±0.05) and evokes calcium release (Vmax=0.47±0.04 nmol/s, EC50=258±21 nM, NHill=3.0±0.54). The effect of thymol on RyR1 and RyR2 is similar. Analogous sequence to the different segments of the II-III loop of the DHPR were synthesized followed by the demonstration that maurocalcin (MCa) alters the gating of the RyR1 and RyR2. It induces long lasting subconductance events (LLSS) which might last even for several seconds, and it increases the open probability between the LLSS events too. Using different point mutations of the 31 residue peptide it was shown, that the position 24 is critical for the toxin effect. Alanine mutations in the position of 8, 9, 20, 22, 23 resulted partial LLSS effect according to the three dimensional distance of the given amino acid from the crucial 24 residue. The MCa effect found to be strongly polarity and slightly potential dependent.
Full text http://real.mtak.hu/326/
Decision
Yes





 

List of publications

  
OReilly FM, Robert M, Jona I, Szegedi C, Albrieux M, Geib S, De Waard M, Villaz M: FKBP12 modulation of the binding of the skeletal ryanodine receptor onto the II-III loop of the dihydropyridine receptor, Biophys Journal 82: 145 - 155., 2002
Szegedi Cs, Lehnert S, Vogel P, Jonai I: Effetct of ATP and SL-ATP on the ryanodine receptor of mammalian skeletal muscle sarcoplasmic reticulum., J. Muscle Res. Cell Motil. 23: 30, 2002
Varsanyi M, Sarkozi S, Szegedi C, Herzog A, Jona I.: Troponin I converts the skeletal muscle ryanodine receptor into a rectifying calcium release channel, FEBS Letters 515: 155 - 158., 2002
S. Sárközi, Cs. Szegedi, I. Jóna: The Effect of Dantrolene on Skeletal Muscle Sarcoplasmic Reticulum Calcium Release Channel, Biophysical Journal 82E, 634a, 2002
Altafaj X, Esteve E, Cheng W, Urabani Brocard J, Coronado R, Jona I, Sabatier JM, De Waard M, Ronjat M: Identification of the maurocalcine and domain a of the II-III loop of DHPR Ca(v)1.1 alpha subunit binding sites on skeletal ryanodine receptor, Biophysical Journal 86. 429a-430a., 2004
Esteve E, Smida -Rezgui S, Marty I, Jóna I., Sabatier JM, Rochat H, Chen L, Allen P, Pessah I, DeWard M, Sorrentino V, Ronjat M: Maurocalcine (MCa) modulates ryanodine receptoractivity adn Ca release in muscle cells, Biophysical Journal 84E. 557a, 2003
Esteve, E., Smida-Rezgui, S., Sárközi, S., Szegedi, Cs., Regaya, I., Chen, L., Rochat, H. Allen, P., Pessah, I., Marty, I., Sabatier, JM., Jóna, I., De Ward, M., Ronjat, M: Critical amino acid residues determine the binding affinity and the Ca 2+ release efficiacy of maurocalcine in skeletal muscle cells., Journal of Biological Chemistry 278. 37822-37831, 2003
Szentandrássy N., Szigeti Gy., Szegedi C, Sárközi S., Magyar J., Bányász T., Csernoch L., Kovács L., Nánási P, Jóna I.: Effect of thymol on calcium handling in mammalian ventricular myocardium, Life Sciences 74. 909-921., 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. 313. 207-215., 2005
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, Biophysical Journal 86. 1436-1453., 2004
Sarkozi, S., Szegedi, Cs., Kovacs, L., Ronjat, M., Jona, I.: ) Effect of Gadolinium on the Ryanodine receptor sarcoplasmic reticulum calcium release channel of skeletal muscle, FEBS Journal 464. 464-471., 2005
Dias JM, Lehnert S, Jung MS, Szegedi C, Jona I, Vogel PD: Effect of ATP and SL-ATP on RyR 1, Biophysical Journal 84: 145A. Part 2 Suppl. S, 2003
Lukacs B, Almassy J, Esteve E, Szegedi C: Effect of maurocalcine on calcium release channel-ryanodine receptor., Journal of Muscle Research and Cell Motility 24: P357, 2003
Jung, C., Szentesi, P., Jona, I., Niggli, E: The low affinity Ca20 chelater TPEN activates Ca2+ release from the sarcoplasmic reticulum in ventricular myocytes, Biophysical Journal 88: 488a., 2005
Csernoch, L., Simut, C., Almassy, J., Jung, C., Niggli, E., Jona, I.: The low affinity calcium buffer TPEN alters calcium release from the sarcoplasmic reticulum of mammalian skeletal muscle, Biophysical Journal 88: 636a., 2005
Altafaj X, Mabrouk K, Jona I, Csernoch L, De Waard M, Ronjat M: The scorpion toxin maurocalcine; a tool to study the excitation-contraction coupling in skeletal muscle., Journal of Muscle Research and Cell Motility, 26. 59., 2005
Sarkozi S, Almassy J, Szegedi C, Jona I: Effects of a calcium chelator TPEN on sarcoplasmic reticulum calcium release ryanodine receptor channel., Journal of Muscle Research and Cell Motility, 26. 62., 2005
Csernoch L, Ronjat M, Sabatier JM, Szegedi C, Jona I: Surface charge distribution commands the maurocalcine effect on the ryanodine receptor., Journal of Muscle Research and Cell Motility 25: P257, 2003
Szegedi C, Almassy J, Sabatier JM, Jona I: Effect of maurocalcine on the calcium release channel., Biophysical Journal 86: 224A-224A Part 2 Suppl. S, 2004
Lukacs B, Nagy G, Dobrosi N, Gherasim I, Jona I: ): Effects of natural derivatives of phenol on calcium transport of sarcoplasmic reticulum., Journal of Muscle Research and Cell Motility 26: P61, 2005



Back »