kaseaa 47(8) 538-544 (2009)

7
腬腤膝腧腩腰腪腩腣腥腱腘膛腲腳膕膐 Na 腦腮腫腯腗腾 膨腒膜腴膚腕膓腸膈腒腃腟腎腗腏腛腆腐腑腘 Na 腦腮腫 腯腗膘膧腖膋膦腋腠膅膉腜 Na 腦腮腫腯腖腺腡腟膃腽腖 膠膦腋腠腑腄腟腚腏膀膞腧腩腰腪腩腣腥腱腕腔 Na 腦腮 腫腯腖膊膦腍腟膝腢腻膥腍腟膑膡膌膍腗 Na 腦腮腫腯腇膝 膗膐膁腗膢腴腢膥腍腟膩腇膖腉膄腐腆腞膎腵腓腗腺腡腞腇 膙膣腋腠腑腄腟腊腊腒腘腬腤膝腧腩腰腪腩腣腥腱腇腊腠 腚腒腶腏腌腑腈腏 Na 腦腮腫腯膃腽腖腺腡腟膤腹腧腩腰 腪腩腣腥腱腓 Na 腦腮腫腯膂膇腭腨腯腅腝腙 Na 腦腮腫 腯腖膊膦腍腟膝腢腻膥腍腟膑膡腗膝膗膐膁 Na 腦腮腫腯腖 腐腄腑腷膒腍腟膛腲腳膕膐 Na 腦腮腫腯腗膆膔腓腼膟 (+) 臬膌膍臛臑 Na 腸膆腽膉腟臄腚腎腘臌膭腧膩臲腜 腛腞膦臑腞腝臛膼腐腫腷膊膀腲臃腙腁腪臬膌 膑腮膛臣腎腘膚臑膑腍腬腫Na 腸膆腽膉腟臹膦臑腞膻腝腦臇臏臷膱腎腘腂腫腌腚腇臣腩腬腘腂腫腇腑腞膠致腟腁腢腪腩腆腝腜腖腘腂腜腂臬膌膍臛臑 Na 腸膆腽膉腟腸膆腽膉腞膕腝腨腖腘臔腏腫臬膡自 腜臋膷腮臫臶腐腫腌腚腝腨腪臌膭臉腮臫臟腐腫腞膵臘腟臄腚腎腘腑腞膠致腮臡腃,0* kDa a 腴膁 Voltage-gated Na Channel and Tetrodotoxin Mari Yotsu-Yamashita, 臝膘臝膘膏臵膘膮膣膒 膇腼腹腺腚臆自腜膙腞臏膲腞 b 腴膁膇腼腹腺腆腩 膵臒腍腬腫 +-A, Catterall (+) 腕腆腨腪膔ῐ῍ b 腴膁膇腼腹腺腞膲臏腚膵臒腟臗臊腝腨腪膎腜腪腚腄腠臒臍臥臐臌膭膬腙腟 b + b . . 膲腆腩腜腫腇臒臍膸膗膩腙腟 b + 腓腔 + 腗腔腋腙腁腫 (,) b 腴膁膇腼腹 腺腟臆自腜膙腙腟腁腫腇腸膆腽膉腞膕腞臚臭 腧臬膋腸膆腽膉腞腄腂臤臑腧膻臱腞膸膗 膵臘腝膞腐腫腌腚腇腭腆腖腘腂腫a 腴膁膇腼腹腺腟腇腐自腝臼腭腐腚+-A 腝臂腐腨 腃腝腮膜臧腎腓 pore 腮膫臒腐腫IIV . 腞腻膅腱膊腆腩腜腪腑腬腒腬腞腻膅腱膊腟0 腗腞膜臧 a 膃膈腹腲腵 腶腳膅膊腺 +0 :S+S0膉腀 膂膵臘腆腩腜腫S/S0 膝腞膉腀膂膵臘腞腣腞臱臙 腝至腪膹腯腙腂腘臜腞腶腳膅膊腺膝腞膉腀膂膵臘腟腞膖腝臅腘腂腫S. 膵臒腰膄腾膾膿膟腇 RxxR 腨腃腝 - 腗腅腈腝臓腞臬膓腮腦腕腌腬腩腞臓腞腰膄腾 膾膿膟腇腸膆腽膉腞膕膳腞腓腥腝臻腜臬膓腮膥膤腎腞臠膨腝臸腖腘腞臥腮臰腊腌腚腝腨腪 Na 腮臖 臞自腝臧腐腸膆腽膉腮膫臒腐腫腚膶腄腩腬腘腂腫腻膅 腱膊 IIIIV 膝腞臢腂膉腀膂腟膚臑膑腝膞腐腫腃腄 +-Aῐῌ 膨腎腘腂腫腞臱臙腆腩膴腮腡腍腉膕腂腓腸膆腽膉膵臘腮臕腪腓腓腤膙腮腎腘腂腫臯膢腩腟臦臩膐臬臀膯臺膧腙臨腪臈膪腞膽臁膰膵

Upload: others

Post on 22-Apr-2022

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

���������� ����� Na� ������������ !"�#$% &�'( )*+� Na� �����,-./012 345 Na� ����.67$89.:012+;$% <'=> �������? Na� ����.@0A$�BCDA$EFGH� Na� ����I�J�K�L�BDA$MINOP*)Q RST�67QIUV12+;$% WW�� ���������IW2<�X'Y+Z' Na� ����89.67$[\ ������T Na� ����]^_`� abc Na� ����.@0A$�BCDA$EF��J�K Na� ����.*;+deA$%

�����Na������fgThi(+)

����� Na����� � ������������������������ !"#$� �����%&'(��)�%*+�� Na����,����-��./012��3�4 5(6+�3�5�7�89�#:$�6;��<�3�3� �����Na��������=��><�?@��AB�CD&EF��4 �>$� ��G�&EH��� 7�IJ��� ��7�89&KL ,0* kDa� aMN

Voltage-gated Na� Channel and TetrodotoxinMari Yotsu-Yamashita, OPQPQRSQTUV

WXYZ �[B��\�0]� b MNWXYZ;6I^*+� �j +-A, Catterall6(+)� �>$_���

bMNWXYZ�]0 I^�`a�>$b�$� c de^fgh��i"� b+�b. � .];6��5�^fjk�"� b+ cl +mln"#�(,)� b MNWXYZ�� �[B��\"�#�5� ���=��op��q� ������ -���r��-�s�jkIJ�t���4 5u;<�3��

a MNWXYZ���B�vu� � w +-A�x�>L��&yz�c pore �{� &|^��� I�IV� .m�}~��;6�$� 7+�+�}~���� 0m��yz a ��Y � ���~�Z +�0 : S+�S0� � ��IJ;6��� S/�S0����IJ����s���$��"3�� ����~�Z����IJ�������3�� S.�� I^������5 RxxR�>L� -m�������&.�� 4+6���������5���=��c�������&� ����¡�¢�£<���g&¤¥4 �>$ Na�&¦§B�z���&|^�� ¨d6+�3�� }~�� III�IV��©3����)�%�t�����" �w +-A�� ¡�¢��3���s�;6{&ª*«�=3c��IJ&¬$cc­�\&��3�� ®¯� ¯°6�� ±²³�´µ¶·"¸$¹º�»¼½I

Page 2: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

����� �� +-B)(-)� � +-A����������� �������������������

Na��������� �� TTX���� ��������������� !"��#�$%&'()*+� �,�-./0'123%456�#�� �� 7��� Na�89:;<=���>�� Na�89:;-� ?@%89:;A2&2BCDE2) +F7� �GHIJ K� 89:;� Ca,� 89:;�<�7K��L��MFN)O?PBQ2R�SF� K�89:;� Ca,�89:;��T�� Na�89:;)UV-O?PBQ2R�#�W!�XJ)Y�-Z��� Na�

89:;)L[O?PBQ2R)��- ,***��Goldin,(.)�#� �\,�����-� OD]^ �)�_J�`a��� bcBCDE2�O?PBQ2R�d=��S)7� <�)ef�� K� 89:;�Ca,�89:;7S��,����� Na�89:;)UV� “Na” ��GHIJ (voltage-gated)) “v” ����Nav�gh�� i)j�./0bcBCDE2)�k�i��l�mno�p��i)K��O?PBQ2R)�k��q�� ��fr Nav+.+�s��t��u�v��

�� 7�� 3[) Na�89:;O?PBQ2R<=��� i�,-vT�� Na�89:;���)W��v�wx7y��z{!��|�}���7>����~�������)����,� +[) Na�89:;�)$%&'( (Nax)��A� �no� �oN,'123%4������ �W��v�wx7)�|�-�������� ��,- Nav+.+�Nav+.3�#� Nax��������g���� Nav+.+�+.3-�����y�����G�v�OD]^ �-���/*���)�<J�SF� �no Na�89:; (rNav)

) a bc�3no)OD]^ �)�<J���!���� ,(+) �Catterall,)��#��� ��v�

Nax���X��O?PBQ2R������ �) 3

F)O?PBQ2R- +F)BCDE2��v�� �����tv�� Nav+.+, +.,, +.-, +.1�S����������� ��,-�����o1mo ¡% (TTX)�¢v�£¤J�¥�¦M (TTX-sensitive : TTX-s)�§¨�© ��|����� �� �o)UV� ��,)./0-vT�ª«¬ ,p,-�,.�G��� ����­�®¯�¨����ef,����� ��� Nav+./, +.2,

+.3-����<J¦M� 0.���)OD]^)�°���� TTX �¢��s�S±J (TTX-resistant :

TTX-r)7K������ª«¬ -p,+-,.�G�����

� + � �����Na�������� ��² +, -#���

(A) ��!!³�� (B) ´µ¶�0·"¸7¹º����»¼½�

Page 3: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

��������� ������������Nav+./����� Nav+.2, +.3������� �� !"�#$� % (DRG)�&�'(����� )*��&�'(����Nav+..+,-./� �'(���� Nav+.0�� 0�1!23��456�7� ,8�9:;<=�>?@!�AAB����C� 0���TTX-s!"�� TTXD6�EFGH I� S/-S0I� p-

loop�JK��LM� +NOPQ�RS�,�0�CT=U��� �� --A�� VWTX� TTX-s!� Phe=Tyr�YZ[NOPQ!"�C� TTX-r� Nav+./!�

Cys�� Nav+.2, +.3!� Ser�\]����� 0�NOPQ�� ^_`�a (rNav+.,a)!� -2/bc�d\V��e --B��

TTX-r� Na�fgh:�� iGjkl:mn�TTX!�opq��0��W�� rst� uv!"� Cuv�wt�xyV�C� 0� Cuv�z6�TTX�,{opq�W�0�=�� wt�|}~��� TTX-r� Na�fgh:CxyV�0�C�q���Wood�(/) � Cuv��S��'(V� TTX-r� Na�

fgh:� SNS �sensory neuron specific �st�

� , � ������Na�

��� a������������������� !�"#� (A)$%&' (B) ��� +,{�R�

� - � (Na� ����)*�+ I,IV� p-loop-. /S/,S00 ����� !�12(A) �`��NG���;�� (B) ����+,-��x���� ��:`����NOPQC� TTX, STX ����`��H� D6���xy����� TTX-s : TTXs�6� TTX-r : TTXD6� -2/, +1+2�^_`a ,��NOPQb�

Page 4: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

��������� SNS��� Nav+.2�������Waxman�(0)�� �� DRG�������� TTX-r� Na�������������� Nav+.3

����� DRG� ����� TTX-s� Na�

�������� !"#$%� Nav+.0, +.1 &������'(�� DRG� TTX-s, TTX-r� Na��������)*� TTX-r� Na�����&�+����,-./0��12��� TTX-r� Na�����������3$45� �+�6�����7�8�9:&��;�$4�� Abbott<� Jarvis�(1) ��Nav+.2������3���7A-2*-.01�=0>��?@A�B0/��CDEF���+�GH�I�����J�� �� KL� MN� OP�(2)�� Na� �����Q�:R�S7��/���T�UVAWUX(CTX - C)&� TTX-s� Nav +.,D Nav +..��Y�/TTX-r� Nav+.2�'ZQ[R������\�� ��� Nav+..� Nav+.2�W]?�������/UVAWUX�^��_&`]�X +, ,�%���� �a��� UVAWUX�UVb?�c5�d�'�!"�ef#g��/��� h�!"F$��/� `?���ijXj"UkX�0(�+�lm�I�)�&%�� ��F$�UVAWUX&Nav+.2�Q[R�S��^��&,%�/0��&�$4��� +�\�'(��no� a pqrs@A�tT��

Na�����tT"��h�tT�_a� 0o'�('��� TTXDpWUAWUX (STX)�� u)*�_+�tT�� h�u)*�`]�X I�IV� S/�S0va�w����12�/0� �+ +-A)� Na� �����37�x`y�X �lidocaine�WUzy�X xylo-

caine���{|,-�D}./0���/�0�/0�� ���7�u)*�_�� IS0, IIIS0, IVS0 &,1���

��������� ����Na����������

TTX�2~�� 09� ��s�s�#�� +9)./0� �� .�� ��s�s�#��34� pH$�56��)9� TTX� Na������tT����� TTX

&27���0ST#$%��)aa-��� ���809�X��g�Na������Q[tT����:[�34����;��0/4� Kao�(3)�� 6�34�����0/ TTX'�*�w<R�=,����:0� TTX� C-3, C-+*�%�2~�&R���K)�>$� C-., C-0, C-++�%�2~�) C-3, C-+*���5�>��80&� R���1�/0���J�� ?��(+*)�� :[� TTX @A'�*� �D��xa�BC�� �� ++ -oxoTTX D TTX-++-

carboxylic acid B'� TTX-2-O-hemisuccinate :�� TTXa�S�DE��������� ����0/w<�R���Y� �+ .�� TTX'�*� Na�

����tTR��� -H-pWUAWUX �-H-STX, F� �¡G>&� �¢�H£$4:0� ��¤TtT¥��'Z� ¦C�I Kd �§�/�Y�� ¤TtT¥���� Na� �����¨©?@AJ'ZKL�9ª(��0� no TTX'�*�w<� Kd �+ .�\����� C0-OH& H�� � C++-CH,OH& CH-�h«¬­�����'Z� tTR�� +/+*�+/,*

�8®�� h�MSa�&���¯N°��±"�MSa�� C0-OHD C++-OH� Na������2OtT�/0���&\�� ��� Kao��6�34���t²��P$%.� �� 2~��Q�� C._�°³*$%� .-epiTTX�R�& +/-2�8®�� C.-

OH � C 3-OH v�°"b�tT�´��� .,3-an-

hydroTTX�R�& +/+**�8®����a�� C.,

C3����2~�&������tT�,1����&&��� �� C2-OH�µR*$%� TTX-2-O-

hemisuccinateB'� TTX-++-carboxylic acid, tetro-

donic acid, /,0,++-trideoxyTTX�� ¶·R��¸S�¹./0� TTX-2-O-hemisuccinate�º»p�Us���TU�y�¼WU�����s�s�#���½X�:tT�´��� ��s�s�#�&V6��������tT$4:[:Z� R��¹.�12/0�� �� TTX-++-carboxylic acid �� TTX � ++-

� + � Na� �������� !"#$%&(+)

�� � �� �� �����

����� + �������� IS/�S0, IIS/�S0

� �� �� IIIS/�S0, IVS/�S0

!"� ������� , #$�%&� IS0, IVS0

'�$!� ��($)"� ��

����� - �*%� IS/�IS0, IVS-�S.

+*,�-./� IVS/�S0

����� . �*%� IIS+�S,, IIS�S.

����� / 01#� ���2� �� I, II(2)

����� 0 !"� �� IVS-�S.

3456�� 3456� IS0, IIIS0, IVS0

789:�7;<=<�

Page 5: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

CH,OH � ++ -COOH ���������� ++-

oxoTTX ��� ++-CHO�����������TTX�� ������������ !"#$!% &'(�)*+���,-.�/�01�2� 34�Na�567! !"#$!%�89�.�&'(:�

��;<���=>?2�� Tikhonov�(++)�� X@ABCD�E���FG.�/ K� 567! �MthK bac-

terial K� 567! � Na�567!�HI����� -DCDJKL�M�.� NO� P�QR�CD��HSJKLT STX JKL�%U*� p-loop �I�IVVWXY S/�S0Z �[ -�� �\]/ TTX\�^ STX

A�_J!� ,**/`�ab�� �� /��

Na� ������� ��������Na�����NO�(+,)�� cdYef (Fugu pardalis) ghi\�^j klm��nop�qR. -H-STX �rs�A���+������� Na�567! t���/ �F���01�� u vw� TTXT STX Na�

567!A�xy�� VWXY I�IV S/�S0Z p-

loopz{�/�����|}?2.�� �[ +��u�� cdYefghiNa�567! (fNav+..a) cDNA�~�K�Yf�� ��CD�)*F���F���������� �2� z{ ������

� . � TTX���� STX������ TTX���� !"#$%&'(��)*+,Kd

� / � TTX���-�./012(+*) '3456 Tikhonov7(++)'�89:;<= Na� �����>0�

Page 6: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

Na���������� �� � � --B������� ���� I����� ���� ,� (rNav +., a)�-2/���� �� TTX!"#����� ,�$%Phe, ���&'(�$% Tyr$)*��� TTX!"#�$%�+,-./0$)*� 1� 23�45&'( Na������67�%��+,�Asn��8���*9�1:;<� 9=123�45&'(Na�����1 TTX, STX>#$)*$%?�;�@A(+,)� B�CD���� 2�E����F(�(Nav+./)% TTX>#$)<� 9�� �-./01Cys��8���*G$)*9�1�$�H�I=��;J$)* (� --A)�K�� ��LMNO��*���)*PQ (WC :

Willow Creek) �RS�*TUVW �garter snake, �--B�X;J -���%� Na������ TTX, STX�7����8 ����� IV, D+1+1N?Y� NZ9�[\N]^� TTX>#�?*9�(+-)E� STXNR_�*`a1�R�*PQ�RS�*bb/3�c STX>#���8N���� II�d��*9� �� --B�K�X�(+.) 1� ,**/�� Naturee��f���gI=��hJ%� 45&'(�iJ=Na�������8(F-2/N)N TTX!"#����� ,� Na�����(rNav+.,a)���8�����8jNkl�� m�nopqrstu��vRwxNy?z��{�� �� � � ,������� |;�9�-./0 +}��8$ TTX� K d 1�R��� -,***��~���TTX>#�?*9�NH�$�(+/)� T�3����Venkatesh(+0)�5���c !�� N�"��IJ�� 23�45� .�M45 Tetraodon nigrovir-

idis, TUVW$�#��� ���� ,�� +,1+2���Gly ����� IV�� --B� +,1+2�"����81iJ=� 23�45$% Thr��8���� 9��8jG+1+2TE$��8j F-2/N/G+1+2TN !�kl��TTX!"#N%D� � G+1+2T��8��<�\� TTX�Kd%��R�� -�&'�����G+1+2T

��8cEE���*1� 23�45&'(� TTX>#%� ���� I � F-2/N 1��$)*��(��J=(+/) �" ,�� IJ�� F-2/��)�*-./0%� �LM*+��$cAla��8���*9�1��J��<�gI=�� �� --B�� 9$� F-2/A��8jckl�� TTX� Kd 1p���\�*9�N|,��" ,�� 9��81�LM� TTX>#�-��?*9�cH�$�� K�� " ,������� ��8j�$ ko# ��.�'/�� �p�?��%?�9�1�I=� ���� ,�� -2/��-./0�����* Kd

��0?�\% kon ��7�'/�� ��*9�1��I=� TTX��+,-./01�� 1#Nc}�}��%� p�¡21c=*�$)*� TTX�Na� �����7L¢�%�gI=��*1� 9�N£¤�¥��*�%¦z��?��

JostJ(+1)%�~§���?¢�¨N3©A��9�>#���81Y���?[\�&N����I=;N�ª�� �?:«� 45q~�z¬�­�* .¬�45 (Arothron, Canthigaster, Tetraodon, Takifugu�Fugu) � Na� ����1Y������ TTX, STX

>#®[\��;N%D� =¯=�}�� 2}�Na� �����-�°4±�²�$-./0�6y��1Z9z��*9�N��� 678³[\$)*��g�� TTX´ R9%� :µ)*�%¶·��N;���*�@AJ=��*� �N< �*G�%� ¸4¸¹���º��>#$?�=»?J�� 9���?TTX, STX>#� Na� ����Nd��c��@AJ=*�

��+) W. A. Catterall, A. L. Goldin & S. G. Waxman : Pharma-

col. Rev., /1, -31 (,**/).,) L. L. Isom : Neuroscientist, 1, ., (,**+).-) C.Sato, Y. Ueno, K. Asai, K. Takahashi, M. Sato, A.

Engel & Y. Fujiyoshi : Nature, .*3, +*.1 (,**+)..) A. L. Goldin et al. : Neuron, ,2, -0/ (,***)./) A. N. Akopian, L. Sivilotti & J. N. Wood : Nature, -13,

,/1 (+330).0) T. R. Cummins, S. D. Dib-Hajj, J. A. Black, A. N. Ako-

pian, J. N. Wood & S. G. Waxman : J. Neurosci., +3, RC.-

(+333).1) M. F. Jarvis et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, +*., 2/,*

(,**1).2) K. Yamaoka, M. Inoue, K. Miyazaki, M. Hirama, C.

Kondo, E. Kinoshita, H. Miyoshi & I. Seyama : J. Biol.

Chem., ,2., 1/31 (,**3).3) C. Y. Kao : Ann. NY Acad. Sci., .13, /, (+320).

+*) M. Yotsu-Yamashita, A. Sugimoto, A. Takai & T. Yasu-moto : J. Pharm. Exp. Ther., ,23, +022 (+333).

++) D. B. Tikhonov & B. S. Zhorov : Biophys. J., 22, +2.

(,**/).+,) M. Yotsu-Yamashita, K. Nishimori, Y. Nitanai, M. Ise-

� , � ����� � ������ ,�Na���������� ! TTX"Kd# ko#$(+/)

�8j Kd (B)�=¼½�

ko# (s�+)�=¼½� TTX (B)a

�R� +.+0+*�2 +.0++*�, -.**+*�2

F-2/N -.0,+*�/ ,.2,+*�, -.**+*�/

G+1+2T ,.0*+*�2 -.00+*�, +.**+*�1

F-2/N/G+1+2T +.,++*�. 0.33+*�, +.**+*�.

F-2/A 0.0,+*�/ /.-++*�, +.** or -.**+*�/

F-2/Q ..,++*�. ..10+*�, +.**+*�.

a;� TTX�>'

Page 7: KASEAA 47(8) 538-544 (2009)

mura, A. Sugimoto & T. Yasumoto : Biochem. Biophys.

Res. Commun., ,01, .*- (,***).+-) S. L. Ge#eney, E. Fujimoto, E. D. Brodie III, E. D. Brodie

Jr. & P. C. Ruben : Nature, .-., 1/3 (,**/).+.) V. M. Bricelj, L. Connell, K. Konoki, S. P. MacQuarrie, T.

Scheuer, W. A. Catterall & V. L. Trainer : Nature, .-.,10- (,**/).

+/) S. Maruta, K. Yamaoka & M. Yotsu-Yamashita : Toxi-

con, /+, -2+ (,**2).+0) V. Venkatesh, S. Q. Lu, N. Dandona, S. L. See, S. Benner

& T. W. Soong : Curr. Biol., +/, ,*03 (,**/).+1) M. C. Jost, D. M. Hillis, Y. Lu, J. W. Kyle, H. A. Fozzard

& H. H. Zakon : Mol. Biol. Evol., ,/, +*+0 (,**2).