kaseaa 47(8) 538-544 (2009)
TRANSCRIPT
���������� ����� 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
����� �� +-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�
��������� ������������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)$%&' (B) ��� +,{�R�
� - � (Na� ����)*�+ I,IV� p-loop-. /S/,S00 ����� !�12(A) �`��NG���;�� (B) ����+,-��x���� ��:`����NOPQC� TTX, STX ����`��H� D6���xy����� TTX-s : TTXs�6� TTX-r : TTXD6� -2/, +1+2�^_`a ,��NOPQb�
��������� SNS��� Nav+.2�������Waxman�(0)�� �� DRG�������� TTX-r� Na�������������� Nav+.3
����� DRG� ����� TTX-s� Na�
�������� !"#$%� 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
!"� ������� , #$�%&� IS0, IVS0
'�$!� ��($)"� ��
����� - �*%� IS/�IS0, IVS-�S.
+*,�-./� IVS/�S0
����� . �*%� IIS+�S,, IIS�S.
����� / 01#� ���2� �� I, II(2)
����� 0 !"� �� IVS-�S.
3456�� 3456� IS0, IIIS0, IVS0
789:�7;<=<�
CH,OH � ++ -COOH ���������� ++-
oxoTTX ��� ++-CHO�����������TTX�� ������������ !"#$!% &'(�)*+���,-.�/�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���� !"#$%&'(��)*+,Kd
� / � TTX���-�./012(+*) '3456 Tikhonov7(++)'�89:;<= Na� �����>0�
Na���������� �� � � --B������� ���� I����� ���� ,� (rNav +., a)�-2/���� �� TTX!"#����� ,�$%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�>'
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).