日本語AIでPubMedを検索
メチオニン残基の酸化は、高閾値熱感受性イオンチャネルTRPV2を活性化する
Oxidation of methionine residues activates the high-threshold heat-sensitive ion channel TRPV2.
PMID: 31719194 PMCID: PMC6883831. DOI: 10.1073/pnas.1904332116.
抄録
熱感受性過渡受容体電位(TRP)イオンチャネルは、周囲温度の変化を検出して体温および温度依存性の細胞活動を調節します。ＴＲＰバニロイド２（ＴＲＰＶ２）のげっ歯類のオルソログは、５０℃を超える非生理的熱によって活性化され、ヒトのＴＲＰＶ２は熱感受性である。TRPV2は、過度の熱に曝されることの少ないマクロファージの貪食活動に必要であるが、生体内で何がTRPV2を活性化するのかは不明である。本研究では、TRPV2 の酸化誘起温度依存性ゲーティングの分子機構を明らかにした。高濃度のHOは熱によって誘導される内向き電流の適度な感作を誘導するが、酸化剤であるクロラミン-T（ChT）、紫外線Aライト、活性酸素種（ROS）を産生する光増感剤はTRPV2を活性化し、感作する。この酸化誘導活性化は、切除されたインサイドアウト膜パッチでも起こり、TRPV2への直接的な影響を示唆している。還元剤ジチオスレイトール（DTT）とメチオニンスルホキシド還元酵素の組み合わせは、ChTによる感作を部分的に反転させ、メチオニン（M）残基M528とM607をイソロイシンに置換することで、ラットTRPV2の酸化誘導性ゲーティングはほぼ廃止されることがわかった。精製されたラットTRPV2タンパク質の質量分析により、これらの残基の酸化が確認された。最後に、マクロファージは、TRPチャネル阻害剤であるルテニウムレッド(RR)やDTTに曝露すると、酸化によりTRPV2のような熱誘導性の内向き電流を発生し、ファゴサイトーシスの減少を示した。以上のことから、我々のデータはTRPV2のメチオニン依存的な酸化還元感受性を明らかにしたものであり、これがTRPV2の活性を調節する重要な内因性メカニズムである可能性があり、マクロファージのファゴサイトーシスに重要な役割を果たしていることを説明している。
Thermosensitive transient receptor potential (TRP) ion channels detect changes in ambient temperature to regulate body temperature and temperature-dependent cellular activity. Rodent orthologs of TRP vanilloid 2 (TRPV2) are activated by nonphysiological heat exceeding 50 °C, and human TRPV2 is heat-insensitive. TRPV2 is required for phagocytic activity of macrophages which are rarely exposed to excessive heat, but what activates TRPV2 in vivo remains elusive. Here we describe the molecular mechanism of an oxidation-induced temperature-dependent gating of TRPV2. While high concentrations of HO induce a modest sensitization of heat-induced inward currents, the oxidant chloramine-T (ChT), ultraviolet A light, and photosensitizing agents producing reactive oxygen species (ROS) activate and sensitize TRPV2. This oxidation-induced activation also occurs in excised inside-out membrane patches, indicating a direct effect on TRPV2. The reducing agent dithiothreitol (DTT) in combination with methionine sulfoxide reductase partially reverses ChT-induced sensitization, and the substitution of the methionine (M) residues M528 and M607 to isoleucine almost abolishes oxidation-induced gating of rat TRPV2. Mass spectrometry on purified rat TRPV2 protein confirms oxidation of these residues. Finally, macrophages generate TRPV2-like heat-induced inward currents upon oxidation and exhibit reduced phagocytosis when exposed to the TRP channel inhibitor ruthenium red (RR) or to DTT. In summary, our data reveal a methionine-dependent redox sensitivity of TRPV2 which may be an important endogenous mechanism for regulation of TRPV2 activity and account for its pivotal role for phagocytosis in macrophages.