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银对钙离子通道电压传感器及兴奋-收缩偶联的调节作用

Modulation of the Ca2+ channel voltage sensor and excitation-contraction coupling by silver.

作者信息

Oba T, Yamaguchi M, Wang S, Johnson J D

机构信息

Department of Veterinary Anatomy and Cellular Biology, College of Veterinary Medicine, Ohio State University, Columbus 43210.

出版信息

Biophys J. 1992 Nov;63(5):1416-20. doi: 10.1016/S0006-3495(92)81704-6.

Abstract

Ag+ (0.5-10 microM) is known to produce a transient contraction of intact frog skeletal muscle fibers followed by complete inhibition of excitation-contraction (E-C) coupling. We have carried out physiological and biochemical experiments to investigate the basis of this effect. Dihydropyridine (DHP) Ca2+ channel blockers, which inhibit the voltage sensor of the Ca2+ channel, completely inhibit Ag+ contractions. Removal of extracellular Ca2+, or blockade of Ca2+ entry with cadmium, does not inhibit Ag+ contractions. Activation of the Ca2+ channel's voltage sensor with the Ca2+ channel agonists Bay K 8644 or with perchlorate, potentiates the Ag(+)-induced contraction. Ag+ binds to the partially purified rabbit skeletal muscle Ca2+ channel and inhibits DHP binding (IC50 = 1.1 microM) and sulfhydryl (SH) reactivity (IC50 = 0.11 microM) over the concentration range where it inhibits E-C coupling. Oxidation of free SH groups by H2O2 or their reaction with DTNB prevents Ag+ contractions, while DTT reduction of oxidized SH groups restores Ag+ contractions. These results suggest that Ag+ binds to critical SH groups on the DHP receptor Ca2+ channel, resulting in modification of the channel's voltage sensor and the failure of E-C coupling.

摘要

已知银离子(0.5 - 10微摩尔)会使完整的青蛙骨骼肌纤维产生短暂收缩,随后完全抑制兴奋 - 收缩(E - C)偶联。我们进行了生理和生化实验来研究这种效应的基础。抑制钙离子通道电压传感器的二氢吡啶(DHP)类钙离子通道阻滞剂能完全抑制银离子引起的收缩。去除细胞外钙离子,或用镉阻断钙离子内流,并不抑制银离子引起的收缩。用钙离子通道激动剂Bay K 8644或高氯酸盐激活钙离子通道的电压传感器,会增强银离子诱导的收缩。在抑制E - C偶联的浓度范围内,银离子与部分纯化的兔骨骼肌钙离子通道结合,并抑制二氢吡啶结合(IC50 = 1.1微摩尔)和巯基(SH)反应性(IC50 = 0.11微摩尔)。过氧化氢氧化游离巯基或其与二硫代硝基苯甲酸(DTNB)反应可阻止银离子引起的收缩,而二硫苏糖醇(DTT)还原氧化的巯基可恢复银离子引起的收缩。这些结果表明,银离子与二氢吡啶受体钙离子通道上的关键巯基结合,导致通道电压传感器发生改变,进而导致E - C偶联失败。

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