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dc.contributor.advisor Suh, Byung Chang -
dc.contributor.author Jeong, Jin Young -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:51:52Z -
dc.date.available 2015-07-19T00:00:00Z -
dc.date.issued 2015 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002064916 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1418 -
dc.description.abstract Many high voltage-activated Ca2+ channels are modulated by Gq-coupled M1 muscarinic acetylcholine receptors. CaV2.3 currents are known to be increased by M1 receptor activation, and the increase in the CaV2.3 currents is mediated by phosphorylation of CaV2.3 channel via the activation of protein kinase C (PKC). Here, we report that M1 muscarinic receptors can also inhibit CaV2.3 currents when the channels are fully activated by PKC. In the whole-cell configuration of tsA201 cells, phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), a PKC activator, potentiated CaV2.3 currents by ~ 2-fold. We found that after the PMA-induced potentiation of CaV2.3 currents, application of the M1 receptor agonist oxotremorine-M (Oxo-M), decreased the currents by 52%. We examined if the hydrolysis of plasma membrane phosphoinositides (PIs) were involved in the muscarinic suppression of CaV2.3 currents. We used two methods to deplete PI(4,5)P2; voltage-sensing phosphatase (VSP), and rapamycin-induced translocatable pseudojanin (PJ) system. Activation of VSP suppressed CaV2.3 current by 38%. PJ system could directly dephosphorylate 4- and 5-phosphates from both PI(4)P and PI(4,5)P2 the plasma membrane. After the addition of rapamycin CaV2.3 currents were dramatically and irreversibly decreased by 66% compared to the initial level. Taken together, our results suggest that CaV2.3 currents are modulated by M1 receptor in a dual mode; potentiation by PKC activation and suppression by poly-PI depletion. Activation of M1 receptors can solely decrease CaV2.3 currents in the PKC-activated cells. PJ-induced inhibition of CaV2.3 currents demonstrates that poly-PIs are important in the maintenance of CaV2.3 channel activity. ⓒ 2015 DGIST -
dc.description.tableofcontents 1. Introduction 1 --
2. Materials and methods 4 --
2.1 Materials 4 --
2.2 Cell culture 4 --
2.3 Transfection 5 --
2.4 Solution 5 --
2.5 Chemicals 6 --
2.6 Current recording 6 --
2.7 Confocal imaging 6 --
2.8 Data analysis 7 --
3. Results 8 --
3.1 CaV2.3 currents are suppressed as well as stimulated by M1 muscarinic receptor 8 --
3.2 CaV2.3 currents are decreased by Dr-VSP activation 9 --
3.3 CaV2.3 currents are decreased by chemically-induced phosphoinositide depletion 9 --
4. Discussion 12 --
5. Figure legends 15 --
6. Figures 19 --
References 32 --
Abstract in Korean 36
-
dc.format.extent 36 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject CaV2.3 channel -
dc.subject M1 muscarinic receptor -
dc.subject phosphatidylinositol 4 -
dc.subject 5-bisphosphate (PI(4 -
dc.subject 5)P2) -
dc.title Dual regulation of R-type CaV2.3 current by Gq-coupled receptors -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2064916 -
dc.description.alternativeAbstract 많은 전압 개폐 칼슘 채널은 Gq 단백질 연결 수용체 (Gq-protein coupled receptor, GqPCR) 중 하나인 무스카린성 아세틸콜린 수용체에 의해서 조절된다. 전압 개폐 칼슘 채널 중 CaV2.3 채널의 전류는 M1 무스카린성 수용체에 의해서 증가하며 이 때 전류의 증가는 단백질 인산화 효소 C에 의한 채널의 인산화 때문이라고 알려져 있다. 실제로 CaV2.3 채널을 발현하는 tsA201 세포에 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) 라는 단백질 인산화 효소 C의 활성제를 처리할 경우 CaV2.3 채널의 전류가 두 배 가량 증가하는 것을 보았다. 흥미로운 점은 PMA 를 처리해서 CaV2.3 채널을 완전히 활성화 시킨 후 M1 수용체를 활성화 시키면 CaV2.3 채널의 전류가 줄어든다는 점이다. 우리는 전류를 억제시키는 요인을 찾기 위해서 M1 수용체에 의해 일어나는 신호전달계를 살펴보았다. M1 수용체가 활성화 되면 세포막에 있는 PI(4,5)P2 라는 인지질이 분해된다. CaV2.3 채널과 같은 그룹인 CaV2.2 채널이 PI(4,5)P2 양이 감소하면 전류가 줄어든다는 보고가 있기 때문에 PI(4,5)P2 가 CaV2.3 채널의 억제에도 영향을 미치는지 알아보기로 했다. 첫 번째로 높은 전압 (+120 mV)을 가해줬을 때 활성화되는 인산 가수분해 효소를 이용했다. 우리는 이 방법을 통해서 CaV2.3 채널의 전류가 38% 가량 줄어든다는 것을 알아냈다. 두 번째로 특정 화학물질을 첨가하였을 때 두 개의 분자가 이합체화 되는 현상을 이용하는 방법을 사용했다. 이 방법을 이용해서 인산 가수분해 효소를 세포막으로 가져올 수 있고 인지질을 분해 할 수 있다. 우리는 라파마이신이라는 화학물질을 이용해서 인산 가수분해 효소를 세포막으로 이동시킨 후 PI(4,5)P2의 양을 감소시켰다. 그 결과 CaV2.3 채널의 전류가 66% 정도 줄어드는 것을 발견했다. 위의 실험결과들은 CaV2.3 채널의 전류가 M1 수용체에 의해서 활성화 될 수도 있고 억제될 수도 있다는 것을 보여준다. 활성화되는 기작은 단백질 인산화 효소 C에의한 CaV2.3 채널의 인산화 때문이고 억제되는 기전은 세포막에 있는 PI(4,5)P2 의 감소에 의한 것이다. 이 연구를 통해서 세포막에 있는 PI(4,5)P2는 CaV2.3 채널의 활성을 유지하고 조절하는데 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. ⓒ 2015 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Brain and Cognitive Sciences -
dc.contributor.coadvisor Kim, Ho Jeong -
dc.date.awarded 2015. 8 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2015-07-19 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 뇌인지과학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Jeong, Jin Young -
dc.contributor.affiliatedAuthor Suh, Byung Chang -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Ho Jeong -
dc.contributor.alternativeName 정진영 -
dc.contributor.alternativeName 서병창 -
dc.contributor.alternativeName 김호정 -
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