• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제11권5호
• /
• pp.183-188
• /
• 2007

Using BHK cells with stable expression of cardiac $Na^+/Ca^{2+}$ exchanger(BHK-NCX1), reverse mode(i.e. $Ca^{2+}$ influx mode) of NCX1 current was recorded by whole-cell patch clamp. Repeated stimulation of reverse NCX1 produced a cytosolic $Ca^{2+}$-dependent long-term inactivation of the exchanger activity. The degrees of inactivation correlated with NCX1 densities of the cells and were attenuated by reduced $Ca^{2+}$ influx via the reverse exchanger. The inactivation of NCX1 was attenuated by(i) inhibition of $Ca^{2+}$ influx with reduced extracellular $Ca^{2+}$, (ii) treatment with NCX1 blocker($Na^{2+}$), and (iii) increase of cytoplasmic $Ca^{2+}$ buffer(EGTA). In BHK-NCX1 cells transiently expressing TRPV1 channels, $Ca^{2+}$ influx elicited by capsaicin produced a marked inactivation of NCX1. We suggest that cytoplasmic $Ca^{2+}$ has a dual effect on NCX1 activities, and that allosteric $Ca^{2+}$ activation of NCX1 can be opposed by the $Ca^{2+}$-dependent long-term inactivation in intact cells.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물물리학회 2001년도 학술 발표회 진행표 및 논문초록
• /
• pp.26-26
• /
• 2001

Inactivation of N-type calcium current has been reported to be both voltage dependent and Ca$\^$2＋/ dependent. We have investigated the effects of Ba$\^$2＋/ and Ca$\^$2＋/ on N-channel inactivation in rat superior cervical ganglion neurons using the whole cell configuration of patch clamp technique. Inactivation was larger in Ca$\^$2＋/ than in Ba$\^$2＋/ even with 20 mM BAPTA.(omitted)

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제15권4호
• /
• pp.220-227
• /
• 2004

N형 칼슘통로의 비활성화기전에 관하여는 아직까지도 막전압의존성 기전과 칼슘의존성 기전간에 논란이 계속되고 있다. 2003년에 의학물리에 발표한 논문1)에서 본 연구자는 N형 칼슘통로의 비활성화 기전은 2가지 성분 -빠른 성분과 느린 성분을 가지고 있고 빠른 성분은 칼슘의존적이 아니며 오직 느린 성분만이 칼슘의존적일 가능성을 제시하였다. 본 논문에서는 막전압의존성 기전이 옳건 칼슘의존성 기전이 옳건 간에 세포 신호전달 체계로서 비활성화와 연계된 기전이 필요하므로 이러한 맥락에서 인산화 기전을 연구하였다. 흰쥐 경동맥 결절뉴론을 단일 세포로 얻은 후 whole cell patch clamp technique를 사용하여 N형 칼슘전류를 기록하고 대조 세포내액을 사용하였을 때와 phosphatase inhibitor인 okadaic acid를 포함한 세포내액을 사용하였을 때의 차이를 비교하였다. Okadaic acid에 의하여 비활성화정도가 증가되었고 이러한 okadaic acid 효과는 주로 N형 통로를 통하여 영향을 미침을 N형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-conotoxin GVIA를 사용함으로써 확인하였다. Okadaic acid에 의한 비활성화 증가 효과는 protein kinase를 비특이적으로 억제하는 staurosporine에 의하여 억제되었고 또한 calmodulin dependent protein kinase의 특이적 억제제인 lavendustin C에 의하여 억제되었으므로 인산화과정이 N형 칼슘통로 비활성화와 관련되어 있고 특히 calmodulin을 통한 인산화과정이 주로 관여함을 확인하였다. 본 연구자가 발표한 선행논문1)에 의해 외부의 2가 양이온에 의해 빠른 비활성화가 진행되며, 본 논문에 의하여 인산화과정에 의해 빠른 비활성화가 촉진된다는 사실이 확인되었다. 그러나 본 연구결과만으로는 인산화과정이 비활성화 자체라고는 볼 수 없으며 단지 인산화과정에 의해 비활성화가 가속되었다고 해석할 수 밖에 없다. 인산화과정이 비활성화자 체인지 여부는 2가 양이온이 칼슘통로에 작용하는 결합부위에 관한 연구 및 인산화 부위가 칼슘통로인지 아니면 다른 조절 부위인지 여부를 확인할 수 있는 연구가 진행되어야 확실히 알 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제17권2호
• /
• pp.96-104
• /
• 2006

본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.

• The Korean Journal of Physiology
• /
• 제25권2호
• /
• pp.125-131
• /
• 1991

Inactivation properties of Ca current in the unfertilized eggs of mouse were studied by using the whole cell voltage clamp technique and single microelectrode voltage clamp technique. Membrane potential was held at -80 mV and step depolarization was applied from -50 mV to 50 mV for $200{\sim}500\;ms$. Peak of inward Ca currents was $-2{\sim}-4\;nA$ at a membrane Potentials from -20 mV to 0 mV and outward currents were not observed within the membrane voltage range studied $(-50{\sim}50\;mV)$. Inward currents were fully inactivated within 200 ms after the onset of step depolarization. As the membrane became depolarized, time constant of inactivation (${\tau}$) was decreased but remained around $20{\sim}30\;ms$ beyond 10 mV. When $Ca^{2+}$ was used as a charge earlier, inactivation of inward $Ca^{2+}$ current also occured and time course of inactivation was similar to that of $Ca^{2+}$ currents as charge carrier. In the bathing solution containing high potassium $(131\;mM\;K^+)$, process of inactivation was not changed except a parallel decrease of value for the entire range of membrane potential. Steady-state inactivation of the $current(h_{\infty})$ obtained from the double pulse experiment showed the voltage-dependent change. These results suggested that inactivation of Ca currents in the unfertilized eggs of mouse was voltage-dependent.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제14권1호
• /
• pp.54-67
• /
• 2003

N형 칼슘전류의 비활성화 vs 전압곡선은 U형을 보인다 - 즉 칼슘 내향전류의 크기와 비활성화 정도가 어느 정도 일치한다. 이러한 U형 비활성화는 순수한 전압의존성 기전으로 설명되어져 왔으나 칼슘의존성 비활성화 기전 또한 보고되었다. 이 연구에서는 흰쥐 상행 경동맥 결절뉴론을 단일 세포로 얻은 후, whole cell patch clamp technique를 사용하여 N형 칼슘전류를 기록하고, 세포외액의 charge carrier 로서 바륨과 칼슘을 사용하면서, 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화에 미치는 역할을 알아보았다. charge carrier 로 칼슘을 사용하였을 경우에 바륨을 사용하였을 때에 비하여 비활성화 정도가 증가하였으며 이러한 증가는 세포속 $Ca^{2＋}$ Chelator가 11 mM EGTA 로부터 20 mM BAPTA 로 치환되어도 계속 관찰되었다. 비활성화 vs 전압 곡선은 바륨과 칼슘 모두에서 U형이었다. charge carrier 를 칼슘으로 치환시 추가로 유도되는 비활성화 정도는 바륨사용시의 비활성화 정도와 역비례관계를 보여 두 이온에서 같은 기전으로 비활성화가 일어날 가능성을 시사하였다. 이러한 가능성을 지원해 주는 결과로 5초의 긴 저분극 자극시 바륨과 칼슘을 써서 얻은 전류기록은 2중 지수함수로 잘 그려낼 수 있었고, 그 결과 빠른 성분(시정수: -150 ms) 과 느린 성분(시정수 -2500 ms) 를 얻었다. 칼슘이 각각의 성분에 미치는 효과는 각기 달라서 빠른 성분의 amplitude는 증가하였고 느린 성분의 시정수는 빨라졌다. 칼슘에 의해 빠른 성분의 amplitude는 증가하였으므로 이는 더 많은 채널이 빠른 경로로 비활성화되었음을 시사한다. 빠른 성분의 시정수는 변화하지 않았으므로, 이는 비촬성화의 빠른 경로는 칼슘과 바륨에서 같음을 시사하며 즉 비활성화 기전이 칼슘의존성이 아님을 보여주는 증거이다. 그러나 비활성화의 느린 성분은 칼슘에 의해 그 시정수가 빨라졌으므로 칼슘의존성일 가능성이 있다.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물물리학회 1999년도 학술발표회 진행표 및 논문초록
• /
• pp.52-52
• /
• 1999

Inactivation of N-type calcium current has been reported to be voltage dependent (Jones ＆ Marks, 1989) and $Ca^{2＋}$ dependent(Cox ＆ Dunlap, 1994). We examined inactivation by recording currents from the same cell both in [B $a^{2＋}$]$_{o}$ and [C $a^{2＋}$]$_{o}$ in rat sympathetic neurons. With 11 mM internal EGTA, fractional inactivation[l-(current amplitude at the end of 5 sec pulse/peak current amplitude [1-(current amplitude at the end of 5 sec pulse/peak current amplitude)] was larger in $Ca^{2+}$(0.80$\pm$0.07) than in $Ba^{2+}$(0.69$\pm$0.10)(n=31, p<0.001), but the current traces were nicely fitted with two exponential components both in $Ba^{2+}$ and $Ca^{2+}$.(omitted)ted)ted)

• Animal cells and systems
• /
• 제15권2호
• /
• pp.131-138
• /
• 2011

Redox regulation is one of the ubiquitous mechanisms to modulate ion channels. We here investigated how 5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzoic acid), a cysteine specific oxidizing reagent, modulates $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ T-type $Ca^{2+}$ channels expressed in Xenopus oocytes. Application of the reagent inhibited $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ currents in a dose-dependent manner. The oxidizing reagent (1 mM) reduced the peak amplitude of $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ currents by ~50% over 2-3 minutes and the decreased currents were fully recovered upon washout of it. The reagent slowed the activation and inactivation kinetics of $Ca_v3.1$, $Ca_v3.2$, and $Ca_v3.3$ channel currents. Notably, the reagent positively shifted both activation and steady-state inactivation curves of $Ca_v3.1$, while it did not those of $Ca_v3.2$. Utilizing chimeric channels from $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$, we localized the domains III and IV of $Ca_v3.1$ responsible for the positive shifts of channel activation and steady-state inactivation. These findings provide hints relevant to the electrophysiological and molecular mechanisms accounting for the oxidative regulation of T-type channels.

• The Korean Journal of Physiology
• /
• 제27권1호
• /
• pp.107-114
• /
• 1993

Most of voltage operated $Ca^{2+}$ channels can be divided into three types (T-, N-, and L-type), according to the electrical and pharmacological properties. Their distribution is closely related to cell specific functions. Properties of the voltage activated $Ca^{2+}$ current in mouse eggs were examined to classify channel types and to deduce the function by using whole cell voltage clamp technique. $Ca^{2+}$ currents appeared below -40 mV and reached a maximum at -15 mV (half maximum was -31 mV), then decayed rapidly (inactivation time constant ${\tau}=28.2{\pm}9.59$ ms at -10 mV within 50 ms after the onset of step depolarization. Activation and inactivation of the $Ca^{2+}$ channel was steeply dependent on voltage, in a relatively low range of $-70\;mV{\sim}-10 mV,$ half maximum of activation was -31 mV and that of inactivation was -39 mV, respectively. This current was not decreased significantly by nifedipine, a specific dihydropyridine $Ca^{2+}$ channel blocker in the range of $1\;{\mu}M\;to\;100{\mu}M.$ The inhibitory effect of $Ni^{2+}\;on\;Ca^{2+}$ current was greater than that of $Cd^{2+}.$ The conductance of $Ba^{2+}$ through the channel was equal to or lower than that of $Ca^{2+}$ These results implied that $Ca^{2+}$ current activated at a lower voltage in the mouse egg is carried via a $Ca^{2+}$ channel with similar properties that of the T-type channel.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
• /
• pp.46-46
• /
• 2003

Salviae Miltiorrhizae Radix has been used for treatment of cardiovascular diseases in oriental medicine. To investigate the possible involvement of cardiac ion channel in this effect, we examined electrophysiological effects of the extract of Salviae Miltiorrhizae Radix on action potentials and ionic currents in rat ventricular myocytes. The extracts of Salviae Miltiorrhizae Radix were fractionated into nine fractions, and the effect of each fraction on action potential was tested. The fraction containing monomethyl lithospermic acid-A (LSA-A) induced a significant prolongation of action potential duration (APD). LSA-B which is a major component of Salviae Miltiorrhizae Radix, however, did not cause a significant effect. In voltage clamp experiments, the effects of LSA-A on K currents, Ca currents and Na currents were tested. Neither K currents nor L-type Ca currents were affected by LSA-A. On the contrary, LSA-A significantly slowed down the inactivation kinetics of the Na current with no effect on the fast component of the inactivation process. The amplitude of the peak current and the voltage-dependence of activation were not changed by LSA-A. The effect of LSA-A on Na current was abolished when high concentration of $Ca^{2+}$ buffer (10 mM BAPTA) was included in the pipette solution or when Ca2+ current was blocked by nicardipine (1 $\mu$M) in the bath solution.n.