• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제8권6호
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• pp.313-317
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• 2004

The present study were designed to characterize the action mechanisms of acetylcholine (ACh)-induced endothelium-dependent relaxation in arteries precontracted with high $K^+$(70 mM). For this, we simultaneously measured both muscle tension and cytosolic free $Ca^{2+}$ concentration $([Ca^{2+}]_i)$, using fura-2, in endothelium-intact, rabbit carotid arterial strips. In the artery with endothelium, high $K^+$ increased both $[Ca^{2+}]_i$ and muscle tension whereas ACh $(10{\mu}M)$ significantly relaxed the muscle and increased $[Ca^{2+}]_i$. In the presence of $N^G$-nitro-L-arginine (L-NAME, 0.1 mM), ACh increased $[Ca^{2+}]_i$ without relaxing the muscle. In the artery without endothelium, high $K^+$ increased both $[Ca^{2+}]_i$ and muscle tension although ACh was ineffective. 4-DAMP (10 nM) or atropine $(0.1{\mu}M)$ abolished ACh-induced increase in $[Ca^{2+}]_i$ and relaxation. The increase of $[Ca^{2+}]_i$ and vasorelaxation by ACh was siginificantly reduced by either $3{\mu}M$ gadolinium, $10{\mu}M$ lanthanum, or by $10{\mu}M$ SKF 96365. These results suggest that in rabbit carotid artery, ACh-evoked relaxation of 70 mM $K^+$-induced contractions appears to be mediated by the release of NO. ACh-evoked vasorelaxation is mediated via the $M_3$ subtype, and activation of the $M_3$ subtype is suggested to stimulate nonselective cation channels, leading to increase of $[Ca^{2+}]_i$ in endothelial cells.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제27권1호
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• pp.93-105
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• 1993

The present study was performed to investigate the properties of ionic currents elicited by voltage pulses in the unfertilized eggs of mouse and hamster by using the whole cell voltage clamp techniques and to find out if there are any differences in properties between eggs of the two rodents. In addition, the modulatory effect of G proteins and protein kinase C (PKC) on the ionic channels were observed. The inward current in hamster eggs was shown to be due to $Ca^{2+}\;current\;(i_{ca})$). The current voltage relations of these currents in hamster egg were analogous to those in mouse eggs. The amplitude of $i_{ca}$ in the hamster egg was larger than that in the mouse egg ($-3.12{\pm}1.07\;nA\;vs.\;-1.71{\pm}0.71\;nA,\;mean{\pm}\;SD$). These results suggest that the $Ca^{2+}$ channels in both kinds of eggs have similar channel properties but their density, and/or conduct ance per unit area is higher in hamster eggs than in mouse eggs. Outward currents in eggs of both mouse and hamster were carried by $K^+$. In hamster eggs, they appeared to comprise at least two components; a transient outward component ($i_{to}$) and a steady state component ($i_{\infty}.$ The $i_{to}$ was found to be dependent on intracellular $Ca^{2+}$ concentration; whereas on the other hand $i_{\infty}\;was\;Ca^{2+}$-independent. $Ca^{2+}$ currents were increased in eggs treated with GTP (or $GTP{\gamma}S$) or fluoroaluminate ($AIF_4^-$). In the hamster egg these increments were antagonized by GDP (or $GDP{\beta}S$) application. In contrast to the enhancement of $i_{ca},\;i_k$ was reduced following GTP (or $GTP{\gamma}S$) perfusion in mouse eggs. The transient component ($i_{to}$) in hamster eggs was increased by adding GTP but decreased by phorbol ester, TPA or dioctanoyl glycerol (DOG). Simultaneous application of $GTP{\gamma}S$ and DOG suppressed $i_{to}$ more effectively than a single application or DOG or TPA. From the above results, we have shown that ionic currents elicited by voltage pulses existed in the unfertilized eggs of mouse and hamster. There are at least two types of currents, $i_{ca}\;and\;i_k$ in mouse eggs, while three types, $i_{ca},\;Ca^{2+}$-dependent $i_k$ and $Ca^{2+}$-independent $i_k$ exist in hamster eggs. ionic channels in these eggs may be regulated either directly by GTP and PKC or indirectly by the substances linked with GTP and PKC.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권1호
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• pp.31-39
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• 2011

Change in intracellular $Ca^{2+}$-concentration ($[Ca^{2+}]_i$) is an essential event for egg activation and further development. $Ca^{2+}$ ion is originated from intracellular $Ca^{2+}$-store via inositol 1,4,5-triphosphate receptor and/or $Ca^{2+}$ influx via $Ca^{2+}$ channel. This study was performed to investigate whether changes in $Ca^{2+}$/calmodulin dependent protein kinase II (CaM KII) activity affect $Ca^{2+}$ influx during artificial egg activation with ethanol using $Ca^{2+}$ monitoring system and whole-cell patch clamp technique. Under $Ca^{2+}$ ion-omitted condition, $Ca^{2+}$-oscillation was stopped within 30 min post microinjection of porcine sperm factor, and ethanol-induced $Ca^{2+}$ increase was reduced. To investigate the role of CaM KII known as an integrator of $Ca^{2+}$- oscillation during mammalian egg fertilization, CaM KII activity was tested with a specific inhibitor KN-93. In the eggs treated with KN-93, ethanol failed to induce egg activation. In addition, KN-93 inhibited inward $Ca^{2+}$ current ($I_{Ca}$) in a time-dependent manner in whole-cell configuration. Immunostaining data showed that the voltage-dependent $Ca^{2+}$ channels were distributed along the plasma membrane of mouse egg and 2-cell embryo. From these results, we suggest that $Ca^{2+}$ influx during fertilization might be controlled by CaM KII activity.

• 대한소아치과학회지
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• 제26권2호
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• pp.399-415
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• 1999

세포내 유리칼슘(free calcium, $Ca^{2+}$)은 세균에서 고등동물에 이르기까지 거의 모든 세포에서 세포 고유작용을 조절하는 중요한 세포내 신호전달체계(signal transduction system)의 매개체이다. 타액선 세포에서 부교감 신경 자극으로 타액분비가 증가될 때에도 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 증가가 가장 중요한 역할을 한다. 그러나 췌장(pancreas)의 경우 세포내 $Ca^{2+}$ 이외에도 인접세포를 전기적 화학적으로 연결해주는 gap junction이 외분비 기능을 직접적으로 조절할 가능설이 제시되었다. 타액선 세포에서도 세포막에 고농도의 gap junction이 존재하고 있으며 gap junction을 통해 인접세포들이 전기적, 화학적으로 연계되어 있어 gap junction이 타액선 세포의 기능을 직접적으로 조절할 가능성을 내포하고 있다. 따라서 gap junction이 타액선의 타액분비 작용에도 중요한 역할을 하며 이러한 작용이 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 조절하여 이루어질 것이라는 가정하에 이를 확인하는 실험을 시행하였다. 흰쥐 악하선에서 유리되는 타액양을 측정하기 위해서 악하선으로 혈액을 공급하는 동맥에 가는 관을 삽입하여 생리 식염수를 관류하면서 타액선관을 통해 타액을 채취하였다. 세포내 $Ca^{2+}$ 농도는 분리한 악하선 acini 내에 $Ca^{2+}$ 농도 변화에 민감하게 반응하는 형광물질인 fura-2를 축적시키고 형광 분석기를 사용하여 형광강도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. CCh 투여로 타액 분비가 증가하였을 때 gap junction을 봉쇄하는 약물인 octanol(1 mM)을 투여하면 타액분비가 봉쇄되었으며 이는 가역적 반응이었다. 2. CCh투여로 세포내 $Ca^{2+}$ 농도가 증가하였을 때 1mM octanol을 투여하면 세포내 $Ca^{2+}$ 농도가 CCh 투여전의 상태로 감소되었다. 3. Octanol은 CCh에 의하여 유발된 초기 $Ca^{2+}$ 증가를 억제하지는 못한 반면에 후기 $Ca^{2+}$ 농도를 감소시켰다. 4. 세포막 $Ca^{2+}$ 통로를 열어주는 약물인 thapsigargin($1{\mu}M$)을 투여하여 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 증가시킨 후 1mM octanol을 투여하면 세포내 $Ca^{2+}$ 농도가 thapsigargin 투여 전의 상태로 감소하였다. 5. 2,5-di-tert-butyl-1,4-benzohydroquinone(TBQ)의 투여로 세포막을 통한 $Ca^{2+}$ 농도의 주기적 변동인 $Ca^{2+}$의 oscillation이 유발되었는데, 이때 1mM octanol을 투여한 경우에 $Ca^{2+}$농도의 oscillation이 정지하여 역시 gap junction을 봉쇄하면 TBQ에 의해서 유발된 세포내 $Ca^{2+}$ 농도의 주기적 변동이 사라지고 $Ca^{2+}$ 농도의 감소가 나타남을 확인하였다. 6. Gap junction을 봉쇄하는 또 다른 약물인 glycyrrhetinic acid($100{\mu}M$)도 CCh 자극으로 인한 타액분비를 억제하였다. 이상의 결과로 미루어 gap junction은 흰쥐 악하선 세포로부터의 타액분비 조절에 중요한 역할을 하는데, 이는 gap junction이 세포막 $Ca^{2+}$ 통로를 조절함으로써 수용체 자극으로 유발된 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 변화에 영향을 미친 결과인 것으로 추측된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제14권1호
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• pp.21-28
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• 2010

Phenolic compounds affect intracellular free $Ca^{2+}$ concentration ($[Ca^{2+}]_i$) signaling. The study examined whether the simple phenolic compound octyl gallate affects ATP-induced $Ca^{2+}$ signaling in PC12 cells using fura-2-based digital $Ca^{2+}$ imaging and whole-cell patch clamping. Treatment with ATP ($100\;{\mu}M$) for 90 s induced increases in $[Ca^{2+}]_i$ in PC12 cells. Pretreatment with octyl gallate (100 nM to $20\;{\mu}M$) for 10 min inhibited the ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ response in a concentration-dependent manner ($IC_{50}=2.84\;{\mu}M$). Treatment with octyl gallate ($3\;{\mu}M$) for 10 min significantly inhibited the ATP-induced response following the removal of extracellular $Ca^{2+}$ with nominally $Ca^{2+}$-free HEPES HBSS or depletion of intracellular $Ca^{2+}$ stores with thapsigargin ($1\;{\mu}M$). Treatment for 10 min with the L-type $Ca^{2+}$ channel antagonist nimodipine ($1\;{\mu}M$) significantly inhibited the ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increase, and treatment with octyl gallate further inhibited the ATP-induced response. Treatment with octyl gallate significantly inhibited the $[Ca^{2+}]_i$ increase induced by 50 mM KCI. Pretreatment with protein kinase C inhibitors staurosporin (100 nM) and GF109203X (300 nM), or the tyrosine kinase inhibitor genistein ($50\;{\mu}M$) did not significantly affect the inhibitory effects of octyl gallate on the ATP-induced response. Treatment with octyl gallate markedly inhibited the ATP-induced currents. Therefore, we conclude that octyl gallate inhibits ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increase in PC12 cells by inhibiting both non-selective P2X receptor-mediated influx of $Ca^{2+}$ from extracellular space and P2Y receptor-induced release of $Ca^{2+}$ from intracellular stores in protein kinase-independent manner. In addition, octyl gallate inhibits the ATP-induced $Ca^{2+}$ responses by inhibiting the secondary activation of voltage-gated $Ca^{2+}$ channels.

• 대한화학회지
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• 제39권1호
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• pp.7-13
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• 1995

$Ca^{2+}$ 이온으로 완전히 치환된 제올라이트 $X(Ca_{46}Al_{92}Si_{100}O_{384})$와 $Ca^{2+}$ 이온과 $K^+$ 이온으로 치환된 제올라이트 $X(Ca_{46}Al_{92}Si_{100}O_{384})$를 $360^{\circ}C에서2{\times}10^{-6}$ Torr의 진공하에서 탈수한 구조를 $21^{\circ}C에서$ 입방공간군 Fd3을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 구조를 정밀화하였다. 탈수한 $Ca_{46}-X$의 구조는 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 $I>3\sigma(I)인$ 166개의 독립반사를 사용하여 최종오차인자를 R_1=0.096,\;R_2=0.068$까지 정밀화 계산하였고, $Ca_{32}K_{28}-X$의 구조는 130개의 독립반사를 사용하여 R_1=0.078,\;R_2=0.056$까지 정밀화시켰다. 탈수된 $Ca_{46}-X$에서 $Ca^{2+}$ 이온은 점유율이 높은 서로 다른 두개의 자리에 위치하고 있었다. 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 이중 6-산소고리(D6R)의 중심에 위치하였고(자리 I; $(Ca(1)-O(3)=2.51(2)\AA)$, 30개의 $Ca^{2+}$ 이온은 큰 동공쪽으로 약 0.44 $\AA$ 들어간 자리에 위치하고 있다(Ca(2)-O_(2)=2.24(2) $\AA$, $O(2)-Ca(2)-O(2)=119(1)^{\circ}).$ 탈수한 $Ca_{32}K_{28}-X$의 구조에서 모든 $Ca^{2+}$ 이온과 $K^+$ 이온은 4개의 서로 다른 결정학적 자리에 위치하고 있었다 : 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 D6R의 중심에 위치하였고, 다른 16개의 $Ca^{2+}$ 이온과 16개의 $K^+$ 이온은 큰 동공에 있는 자리 II에 각각 위치하고 있었다. 이러한 $Ca^{2+}$ 이온과 $K^+$ 이온은 O(2)의 평면에서 큰 동공쪽으로 약 0.56 $\AA$과 1.54 $\AA$ 들어간 자리에 각각 위치하고 있었다. $(Ca(2)-O(2)=2.29(2)\AA$, $O(2)-Ca(2)-O(2)=119(1)^{\circ}$, $K(1)-O(2)=2.59(2)\AA$, and $O(2)-K(1)-O(2)=99.2(8)^{\circ}).$ 12개의 $K^+$ 이온은 큰 동공에 있는 자리 III에 위치하고 있었다. $(K(2)-O(4)=3.11(6)\AA$ and $O(1)-K(2)-O(1)=128(2)^{\circ}).$

• 대한약리학회지
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• 제32권1호
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• pp.39-49
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• 1996

본 실험에서는 흰쥐의 뇌 기저동맥을 이용하여 $K^+$과 U46619에 의한 수축과 세포내 $Ca^{2+}$의 변동을 관찰하고, 이들 반응을 CGRP 전처치시 나타나는 반응과 비교하였다. CGRP (30과 100 nM)는 U46619에 의하여 야기된 수축반응과 세포내 $Ca^{2+}$의 증가반응을 억제시켰으나, $K^+$ (90 mM)에 의하여 나타나는 반응에는 영향을 미치지 아니하였다. 게다가, U46619에 의하여 야기되는 장력에 대하여 세포내 $Ca^{2+}$의 변동 $(F_{340}/F_{380})$을 도표화하여 세포내 $Ca^{2+}$ 농도와 장력의 발생과의 상관관계를 검토하고, 이들 결과를 CGRP 전처치시 나타나는 결과와 비교하였다. CGRP (30과 100 nM) 전처치군에서 얻어진 직선이 오른쪽으로 치우치지는 않으면서 아래쪽으로 이동하는 점으로 볼 때, CGRP가 $Ca^{2+}$에 대한 수축기구의 감수성에는 영향을 미치지 않으면서 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 저하시킴에 의하여 U46619에 의한 근수축반응을 억제시키는 것으로 보여진다. 이러한 CGRP의 효과는 CGRP1 수용체 길항제인 CGRP$(8{\sim}37)$ 분획(100 nM)의 전처치시 현저히 억제되었다. CGRP에 의한 수축력과 세포내 $Ca^{2+}$의 저하는 large conductance $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로 봉쇄제인 charybdotoxin (100 nM)과 iberiotoxin (100 nM)의 전처치에 의하여 완전하게 역전되었으나, small conductance $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로 봉쇄제인 apamin (300 nM)과 ATP에 감수성이 높은 $K^+$ 통로 봉쇄제인 glibenclamide (1 ${\mu}M$)에 의해서는 영향을 받지 아니하였다. 이상의 결과로 볼 때 CGRP1 수용체는 $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로를 개방시킴으로 세포내 $Ca^{2+}$을 감소시켜 뇌 기저동맥의 이완반응을 매개하는 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권3호
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• pp.356-363
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• 2009

목 적 : 특발성 저신장증 환자에서 IGF-I 유전자 다형성의 역할에 대한 연구는 아직 보고되지 않았다. 저자들은 한국인 특발성 저신장증 환자를 대상으로 IGF-I 프로모터 CA repeat 유전자 다형성에 대한 분석을 실시하였다. 방 법 : 신장 계측에 의해 2007년에 제작된 한국 소아 발육 표준 신장표에 의거하여 나이와 성별에 따른 신장백분위수가 3백분위수 미만인 131명을 대상으로 하였다. 성장호르몬 치료의 분석은 최소한 6개월 이상 성장호르몬 치료를 받은 37명을 대상으로 실시하였다. 유전자형의 분석은 유전자 염기서열분석을 통하여 실시하였다. CA repeat 횟수에 따른 대립유전자의 분포를 조사하였고, 이를 바탕으로 유전자형을 분석하였다. CA repeat의 heterozygous의 분석은 Gene Mapper software를 이용하였다. 혈청 IGF-I 농도는 RIA방법으로 측정하였다. 결 과 : 국인 특발성 저신장증 환자에서의 CA repeat의 분포는 15부터 22까지였으며, 19 repeat가 40.6%의 빈도로 가장 높았다. 유전자형에 따른 분포는 131명 중 17명(13.0%)이 19 CA repeat homozygous 였으며, 74명(56.5%)은 heterozygous, 40명(30.5%)은 19 CA repeat noncarrier 였다. 유전자형에 따른 키, 체중, BMI는 세군 모두에서 유의한 차이가 없었다. 유전자형에 따른 혈청 IGF-I 농도는 19 CA repeat noncarrier군에서 $435.67{\pm}160.29$ ng/mL로, 19 CA homozygous 군에서의 $435.60{\pm}131.51$ ng/mL, 19 CA heterozygous 군에서의 $473.76{\pm}185.01$ ng/mL과 유의한 차이가 없었다. 나이와 혈청 IGF-I 농도와의 상관관계를 분석한 결과 세군 모두에서 유의한 양의 상관관계를 보였다(P<0.01). 유전자형에 따른 첫 1년 동안의 성장호르몬 치료 효과를 분석한 결과 성장호르몬 치료 후 12개월로 환산한 성장속도는 19 CA homozygote군에서 $7.6{\pm}3.4$ Cm, 19 CA heterozygote군에서 $7.9{\pm}2.6$ cm 그리고 19 CA noncarrier군에서 $7.7{\pm}2.8$ cm로 세군 사이에 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 성장호르몬 치료 전후의 신장표준편차점수 차이도 19 CA homozygote군에서 $0.6{\pm}0.2$, 19 CA heterozygote군에서 $0.5{\pm}0.4$ 그리고 19 CA noncarrier군에서 $0.5{\pm}0.4$로 세군 사이에 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 결 론 : 특발성 저신장증 환자에서의 IGF-I 프로모터 CA repeat 유전자 다형성의 분포는 15부터 22까지였으며, 19 repeat가 40.6%의 빈도로 가장 높았다. 키, 체중, BMI 그리고 혈중 IGF-I농도는 유전자형에 따라 유의한 차이가 없었다. 유전자형에 관계없이 나이와 혈중 IGF-I 농도 사이에는 모든 군에서 유의한 양의 상관관계를 나타내었다. 유전자형에 따른 첫 1년간의 성장호르몬 치료 효과도 유전자형에 따라 유의한 차이가 없었다. 그러므로 특발성 저신장증 환자에서는 IGF-I 유전자 다형성은 기능적 역할을 하지 못한다고 생각한다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제8권1호
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• pp.57-63
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• 2004

Fluoxetine, a widely used anti-depressant compound, has several additional effects, including blockade of voltage-gated ion channels. We examined whether fluoxetine affects ATP-induced calcium signaling in PC12 cells by using fura-2-based digital calcium imaging and assay for $[^3H]-inositol$ phosphates (IPs). Treatment with ATP $(100\;{\mu}M)$ for 2 min induced $[Ca^{2+}]_i$ increases. The ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increases were significantly decreased by removal of extracellular $Ca^{2+}$ and treatment with the inhibitor of endoplasmic reticulum $Ca^{2+}$ ATPase thapsigargin $(1\;{\mu}M)$. Treatment with fluoxetine for 5 min blocked the ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increase concentration-dependently. Treatment with fluoxetine $(30\;{\mu}M)$ for 5 min blocked the ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increase following removal of extracellular $Ca^{2+}$ and depletion of intracellular $Ca^{2+}$ stores. While treatment with the L-type $Ca^{2+}$ channel antagonist nimodipine for 10 min inhibited the ATP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increases significantly, treatment with fluoxetine alone blocked the ATP-induced responses. Treatment with fluoxetine also inhibited the 50 mM $K^+-induced$ $[Ca^{2+}]_i$ increases completely. However, treatment with fluoxetine did not inhibit the ATP-induced $[^3H]-IPs$ formation. Collectively, we conclude that fluoxetine inhibits ATP-indueed $[Ca^{2+}]_i$ increases in PC12 cells by inhibiting both an influx of extracellular $Ca^{2+}$ and a release of $Ca^{2+}$ from intracellular stores without affecting IPs formation.

• 약학회지
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• 제41권6호
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• pp.773-781
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• 1997

The activity of $Ca^{2+}$calmodulin (CaM)-dependent protein kinase Ia (CaM kinase Ia) is shown to be regulated through direct phosphorylation by CaM kinase I kinase (CaMK IK). In the present study, three distinct CaMKIK peaks were separated from Q-Sepharose colunm chromatography of pig brain homogenate using a Waters 650 Protein Purification System. The purified CaMKIK from the major peak potently and rapidly enhanced CaM kinase Ia activity, reaching a maximal stimulation within 2min at the concentrations of 12-15nM. The activated state of CaM kinase Ia is characterized by a markedly enhanced $V_{max}4 as well as significantly decreased $K_m\;and\;K_a$ values toward peptide substrate and CaM, respectively. These observations suggest the activation process of CaM kinase Ia. The phosphorylation of CaM kinase Ia by CaMKIK may induce its conformational change responsible for the alterations in the kinetic properties, which ultimately leads to the rapid enzyme activation.