Humane Connexin43-Gap-Junction-Kanäle. Regulation der Einzelkanalleitfähigkeiten durch Phosphorylierung.

Connexin43 ist das wichtigste Gap-Protein im Herzen und im kardiovaskulären System. Einzelkanalableitungen von humanen Connexin43-Gap-Junction-Kanälen, die exogen in transfizierten SKHep1-Zellen exprimiert wurden, zeigen zwei diskrete Klassen von Kanalereignissen mit Einzelkanalleitfähigkeiten von überwiegend 60 bis 70 und 90 bis 100 pS bei Ableitung mit einer internen Lösung, die CsCl als hauptsächliche stromtragende Ionenspezies enthält, sowie bei moderaten transjunktionalen Spannungen (< 60 mV). In SKHep1-Zellen exprimiertes humanes Connexin43 zeigt bei der Auftrennung in Western Blots multiple elektrophoretische Mobilitäten (scheinbare M(r), ca. 41 bis 45 kD). Die Behandlung von Connexin43 aus diesen Zellen mit alkalischer Phosphatase führt zu einer Reduktion der Banden auf eine einzige 41-kD-Spezies; die Applikation alkalischer Phosphatase in das Zellinnere über Patch-Pipetten ergibt Kanäle, die überwiegend die größere Einzelkanalleitfähigkeit aufweisen. Die kleineren Einzelkanalleitfähigkeitswerte von 60 bis 70 pS entsprechen der am häufigsten beobachteten Kanalgröße in kultivierten Kardiomyozyten von Ratten; diese Kanäle wurden nach Behandlung mit dem Phosphatase-Inhibitor Okadainsäure häufiger beobachtet, was unter ähnlichen Bedingungen nachweislich die Phosphorylierung von humanem Connexin43 in diesen Zellen steigerte. Eine Exposition gegenüber dem Proteinkinase-Inhibitor Staurosporin verschob den Anteil der Ereignisse hin zur größten Einzelkanalleitfähigkeit und führte zu einer verringerten Phosphorylierung von humanem Connexin43 an Serylresten in diesen Zellen. Somit kovariiert die Einzelkanalleitfähigkeit humaner Connexin43-Gap-Junction-Kanäle mit dem Phosphorylierungszustand des Proteins. Diese Veränderung der Einzelkanalleitfähigkeit scheint ein einzigartiger Effekt der Phosphorylierung auf Gap-Junction-Kanäle zu sein, da sie bei anderen bisher untersuchten Ionenkanälen nicht beobachtet wurde.