Mitochondrial ATP-sensitive potassium $(mitoK_{ATP})$ channels play a role in early and late ischemic preconditioning. Nevertheless, the subunit composition of $mitoK_{ATP}$ channels remains unclear. In this study, we investigated the subunit composition of $mitoK_{ATP}$ channels in mitochondria isolated from rat cardiac myocytes. Mitochondria were visualized using the red fluorescence probe, Mitrotracker Red, while $mitoK_{ATP}$ channels were visualized using the green fluorescence probe, glibenclamide-BODIPY. The immunofluorescence confocal microscopy revealed the presence of Kir6.1, Kir6.2 and SUR2 present in the cardiac mitochondria. Western blot analysis was carried to further investigate the nature of $mitoK_{ATP}$ channels. For SUR proteins, a 140-kDa immunoreactive band that corresponded to SUR2, but no SUR1 was detected. For Kir6.2, three bands $({\sim}44,\;{\sim}46,\;and\;{\sim}30\;kDa)$ were detected, and a specific ${\sim}46-kDa$ immunoreactive band corresponding to Kir6.1 was also observed. These observations suggest that the subunits of $mitoK_{ATP}$ channels in rat myocytes include Kir6.1, Kir6.2, and a SUR2-related sulfonylurea-binding protein.
We have investigated the effect on inducing substate(s) of positively charged residues replaced in position 172 of the second transmembrane domain in murine inward rectifier potassium channels, formed by stable or transient transfection of Kir2.1 gene in MEL or CHO cells. Single channel recordings were obtained from either cell-attached patches or inside-out patches excised into solution containing 10 mM EDTA to rule out the effect of $Mg^{2+}$ on the channel gating. The substate(s) could be recorded with all mutants D172H, D172K and D172R. The unitary current-voltage (I-V) relation was not linear with D172H at $pH_i$ 6.3, whereas the unitary I-V relation was linear at $pH_i$ 8.0. The relative occupancy at $S_{LC}$ was increased from 0.018 at $pH_i$ 8.0 to 0.45 at $pH_i$ 5.5. In H-N dimer, that was increased from 0.016 at $pH_i$ 8.0 to 0.23 at $pH_i$ 5.5. The larger the size of the side chain or $pK_a$ with mutants (D172H, D172K and D172R), the more frequent the transitions between the fully open state and substate within an opening. The conductance of the substate also depended upon the pKa or the size of the side chain. The relative occupancy at substate $S_{LC}$ with monomer D172K (0.50) was less than that in K-H dimer (0.83). However, the relative occupancy at substate with D172R (0.79) was similar to that with R-N dimer (0.82). In the contrary to ROMK1, positive charge as well as negative charge in position 172 can induce the substate rather than block the pore in murine Kir2.1. The single channel properties of the mutant, that is, unitary I-V relation, the voltage dependence of the mean open time and relative occupancy of the substates and the increased latency to the first opening, explain the intrinsic gating observed in whole cell recordings.
Park, Kyu-Sang;Cha, Seung-Kyu;Lee, Keon-Il;Jun, Jae-Yeoul;Jeong, Seong-Woo;Kong, In-Deok;Lee, Joong-Woo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제6권5호
/
pp.247-253
/
2002
Major pelvic ganglia (MPG) neurons are classified into sympathetic and parasympathetic neurons according to the electrophysiological properties; membrane capacitance (Cm), expression of T-type $Ca^{2+}$ channels, and the firing patterns during depolarization. In the present study, function and molecular expression of ATP-sensitive $K^+\;(K_{ATP})$ channels was investigated in MPG neurons of male rats. Only in parasympathetic MPG neurons showing phasic firing patterns, hyperpolarizing changes were elicited by the application of diazoxide, an activator of $K_{ATP}$ channels. Glibenclamide $(10{\mu}M),$ a $K_{ATP}$ channel blocker, completely abolished the diazoxide-induced hyperpolarization. Diazoxide increased inward currents at high $K^+$ (90 mM) external solution, which was also blocked by glibenclamide. The metabolic inhibition by the treatment with mitochondrial respiratory chain inhibitors (rotenone and antimycin) hyperpolarized the resting membrane potential of parasympathetic neurons, which was not observed in sympathetic neurons. The hyperpolarizing response to metabolic inhibition was partially blocked by glibenclamide. RT-PCR analysis revealed that MPG neurons mainly expressed the $K_{ATP}$ channel subunits of Kir6.2 and SUR1. Our results suggest that MPG neurons have $K_{ATP}$ channels, mainly formed by Kir6.2 and SUR1, with phenotype-specificity, and that the conductance through this channel in parasympathetic neurons may contribute to the changes in excitability during hypoxia and/or metabolic inhibition.
Park, Kyu-Sang;Kong, In-Deok;Lee, Joong-Woo;Rhim, Hye-Whon;Kim, Young-Chul;So, In-Suk;Kim, Ki-Whan
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제6권5호
/
pp.255-260
/
2002
The effects of intracellular and extracellular pH on the inwardly rectifying $K^+$ (IRK) channel of the bovine aortic endothelial cells (BAECs) were examined using whole-cell patch-clamp technique. The IRK current, efficiently blocked by $Ba^{2+}\;(200{\mu}M),$ is the most prominent membrane current in BAECs, which mainly determines the resting membrane potential. The expression of Kir2.1 was observed in BAECs using reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis. Intracellular alkalinization, elicited by the extracellular substitution of NaCl with $NH_4Cl$ (30 mM), significantly augmented the amplitude of IRK current. On the contrary, the amplitude of IRK current was attenuated by the Na-acetate (30 mM)-induced intracellular acidification. The changes in extracellular pH also closely modulated the amplitude of IRK current, which was decreased to $40.2{\pm}1.3%$ of control upon switching the extracellular pH to 4.0 from 7.4. The extracellular pH value for half-maximal inhibition (pK) of IRK current was 5.11. These results demonstrate that the activity of IRK channel in BAECs, probably Kir2.1, was suppressed by proton at both sides of plasma membrane.
Permanent neonatal diabetes mellitus refers to diabetes that occurs before the age of 6 months and persists through life. It is a rare disorder affecting one in 0.2-0.5 million live births. Mutations in the gene KCNJ11, encoding the subunit Kir6.2, and ABCC8, encoding SUR1 of the ATP-sensitive potassium ($K_{ATP}$) channel, are the most common causes of permanent neonatal diabetes mellitus. Sulfonylureas close the $K_{ATP}$ channel and increase insulin secretion. KCNJ11 and ABCC8 mutations have important therapeutic implications because sulfonylurea therapy can be effective in treating patients with mutations in the potassium channel subunits. The mutation type, the presence of neurological features, and the duration of diabetes are known to be the major factors affecting the treatment outcome after switching to sulfonylurea therapy. More than 30 mutations in the KCNJ11 gene have been identified. Here, we present our experience with a patient carrying a novel p.H186D heterozygous mutation in the KCNJ11 gene who was successfully treated with oral sulfonylurea.
Congenital hyperinsulinism (CHI) is a rare condition that can cause irreversible brain damage during the neonatal period owing to the associated hypoglycemia. Hypoglycemia in CHI occurs secondary to the dysregulation of insulin secretion. CHI has been established as a genetic disorder of islet-cell hyperplasia, associated with a mutation of the ABCC8 or KCNJ11 genes, which encode the sulfonylurea receptor 1 and the inward rectifying potassium channel (Kir6.2) subunit of the ATP-sensitive potassium channel, respectively. We report the case of a female newborn infant who presented with repetitive seizures and episodes of apnea after birth, because of hypoglycemia. Investigations revealed hypoglycemia with hyperinsulinemia, but no ketone bodies, and a low level of free fatty acids. High dose glucose infusion, enteral feeding, and medications could not maintain the patient's serum glucose level. Genetic testing revealed a new variation of ABCC8 mutation. Therefore, we report this case of CHI caused by a novel mutation of ABCC8 in a half-Korean newborn infant with diazoxide-unresponsive hyperinsulinemic hypoglycemia.
OLETF (Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty) rats are characterized by obesity-related insulin resistance, which is a phenotype of type 2 diabetes. Sulfonylurea drugs or benzoic acid derivatives as inhibitors of the ATP-sensitive potassium $(K_{ATP})$ channel are commercially available to treat diabetes. The present study compared sulfonylurea drugs (glimepiride and gliclazide) with one of benzoic acid derivatives (repaglinide) in regard to their long-term effect on ameliorating insulin sensitivity in OLETF rats. Each drug was dissolved and fed with drinking water from 29 weeks of age. On high glucose loading at 45 weeks of age, response of blood glucose recovery was the greatest in the group treated with glimepiride. On immunohistochemistry analysis for the Kir6.2 subunit of $K_{ATP}$ channels, insulin receptor ${\beta}$-subunits, and glucose transporters (GLUT) type 2 and 4 in liver, fat and skeletal muscle tissues, the sulfonylurea drugs (glimepiride and gliclazide) were more effective than repaglinide in recovery from their decreased expressions in OLETF rats. From these results, it seems to be plausible that $K_{ATP}$-channel inhibitors containing sulfonylurea moiety may be much more effective in reducing insulin resistance than those with benzoic acid moiety. In contrast to gliclazide, non-tissue selectivity of glimepiride on $K_{ATP}$ channel inhibition may further strengthen an amelioration of insulin sensitivity unless considering other side effects.
Park, Kyoung-Sun;Choi, Mi-Ran;Jung, Kyoung-Hwa;Kim, Seung-Hyun;Kim, Hyun-Young;Kim, Kyung-Suk;Cha, Eun-Jong;Kim, Yang-Mi;Chai, Young-Gyu
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제12권6호
/
pp.337-342
/
2008
Human bone marrow mesenchymal stem cells (hBM-MSCs) represent a potentially valuable cell type for clinical therapeutic applications. The present study was designed to evaluate the effect of long-term culturing (up to $10^{th}$ passages) of hBM-MSCs from eight individual amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients, focusing on functional ion channels. All hBM-MSCs contain several MSCs markers with no significant differences, whereas the distribution of functional ion channels was shown to be different between cells. Four types of $K^+$ currents, including noise-like $Ca^{+2}$-activated $K^+$ current ($IK_{Ca}$), a transient outward $K^+$ current ($I_{to}$), a delayed rectifier $K^+$ current ($IK_{DR}$), and an inward-rectifier $K^+$ current ($K_{ir}$) were heterogeneously present in these cells, and a TTX-sensitive $Na^+$ current ($I_{Na,TTX}$) was also recorded. In the RT-PCR analysis, Kv1.1,, heag1, Kv4.2, Kir2.1, MaxiK, and hNE-Na were detected. In particular, ($I_{Na,TTX}$) showed a significant passage-dependent increase. This is the first report showing that functional ion channel profiling depend on the cellular passage of hBM-MSCs.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.