Electrophysiological comparison of trpc5-trpc1 and trpc5-trpc5 concatemer

Abstract

Transient receptor potential canonical (TRPC) 5 is a nonselective cation channel that plays a significant role in membrane depolarization and calcium influx. TRPC5 assembles as not only a homotetramer but also heterotetramer with TRPC1. However, it has been hard to test and confirm the heterotetrameric channels with fixed ratios. Thus, the heteromeric concatemers of TRPC5 and TRPC1 should be made to get a fixed stoichiometry 1:1. The purpose of this study is to identify and recornfirm the characteristics of TRPC5 homomers and heteromers with 1:1 fixed stoichiometry. Overall characteristics were consistent with the previous studies but several specific features were different. TRPC5-TRPC1 concatemer was activated by EA bu not carbachol or constitutively active Gi protein. TRPC5-TRPC1 concatemer was activated by carbachol only with internal GTPgS. TRPC5-TRPC5 concatemer responds to carbachol as well as EA. In concuson, we provide evidence that TRPC5-TRPC1 heteromeric conatemer with fixed stoichiometry need specific condition to rspond to carbachol whereas TRPC5-TRPC5 homomeric concatemer responds physiologically to carbachol.

TRPC5 이온채널은 비선택적 양이온 채널로 막전압의 탈분극과 칼슘 유입에 중요한 역할을 한다. TRPC5는 TRPC5 호모테트라머를 이루어 생리학적 기능을 하지만 TRPC1과 헤테로머를 이루어서도 중요한 생리학적 기능을 수행한다. TRPC5-TRPC1 헤테로머의 기능을 알아보기위해 두 유전자를 함께 발현하여 실험을 진행하여 왔으나 이 경우 여러 조합의 헤테로머가 생기거나 호모머와 함께 세포막에 이온통로들이 발현하여 전기생리학적으로 혼합된 전류-전압 곡선이 나왔다. 이에 TRPC5-TRPC1 헤테로머 콘카티머를 만들어 고정된 구조를 가지게 하였고, 대조군으로 TRPC5-TRPC5 호모머 콘카티머도 만들었다. 이 두 컨카디머를 갖고 이제까지 알려진 TRPC5 호모머와 헤테로머의 특징을 비교 분석하였다. 전체적인 특성은 여태 알려진 것과 일관되었지만 조금 더 들여다 보았을 때 세세한 차이점을 발견할 수 있었다. 예를 들어, TRPC5-TRPC1 헤테로머 콘카티머는 EA에는 잘 반응하였지만 무스카린성 수용체 자극에 대해서는 반응하지않았다. 활동성이 있는 Gi 단백에 의해서도 활성화되지 않았다. 단 GTPgS를 세포 내에 투입하고 무스카린 수용체를 자극한 경우에만 반응을 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. TRPC5-TRPC5 호모머 콘카티머는 링커가 있더라도 EA, 무스카린 수용체 자극, G 단백, 세슘 및 GTPγS에 잘 반응하였지만 고정된 구조를 가진 TRPC5-TRPC1 헤테로머 콘카티머의 경유 생리학적 자극에 반응하지않았고 GTPγS와 무스카린 수용체 자극이 동시에 있는 경우에만 반응하였다. TRPC5-TRPC1 헤테로머 콘카티머가 생리학적 자극에 반응하기 위해서는 링커 길이를 바꾸면서 저절한 링커를 찾거나 GTPγS에 의해 어떤 기전이 활성화되어 무스카린 수용체 자극에 반응하는지 보다 구체적인 활성화 기전에 대한 연구가 필요하다.