اثر يون فسفات بر خواص بيو فيزيكي كانال پتاسيمي شبكه آندوپلاسمي هپاتوسيت موش صحرايي

Effect of Phosphate Ions on Biophysical Properties of Rat Hepatocytes Endoplasmic Reticulum Potassium Channel

سابقه و هدف: شبكه آندوپلاسمي ارگانل مهمي است كه در تنظيم طيفي از اعمال نقش دارد. اخيرا كانال پتاسيمي در غشا شبكه آندوپلاسمي گزارش گرديد كه نقش فيزيولوژيك آن نامشخص است. شبكه آندوپلاسمي هپاتوسيت منبع غني از آنزيم گلوكز 6- فسفاتاز است كه در كنترل گلوكونيوژنز دخالت دارد. از آنجاييكه يون فسفات متابوليت داخل لومني اين آنزيم شبكه آندوپلاسمي است در اين مطالعه اثر يون فسفات بر فعاليت كانال پتاسيمي مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روشها: استخراج وزيكول هاي شبكه آندوپلاسمي از طريق خارج نمودن كبد موش صحرايي و هموژنيزاسيون و انجام مراحل مختلف اولتراسانتريفيوژ صورت گرفت. فسفاتيديل كولين از زرده تخم مرغ تازه استخراج گرديد. غشا دولايه ليپيدي با استفاده از فسفاتيديل كولين و بر روي منفذي به قـطر µm350 واقع در حد فاصل دو محفظه cis و trans كه بترتيب حاوي كلرور پتاسيم 200 و 50 ميلي مولار بـودند تشكيل، سپس وزيكولها بداخل غشا الحاق شد. فعاليت كانال با روش ثبت تك كانال در شرايط كنترل و در حضور يون فسفات در سمت داخل لومني كانال ثبت شد و سپس خواص بيو فيزيكي آن با نرم افزار clampfit10 آناليز گرديد. يافته ها: كانال پتاسيمي شبكه آندوپلاسمي داراي كنداكتانس Ps 550 بود و فعاليت آن در بازه ولتاژي 30+ تا 40- ميلي ولت بصورت وابسته به ولتاژ تغيير كرد به اين صورت كه احتمال باز بودن و متوسط دامنه جريان عبوري از كانال در ولتاژ 30+ ميلي ولت بترتيب 73/0 و 26 پيكوآمپر ولي در ولتاژهاي پايين، كانال از حداقل فعاليت برخوردار بود. در حضور غلظت 50 ميلي مولار يون فسفات، ميانگين جريان عبوري و نيز احتمال باز بودن كانال در ولتاژهاي مختلف نسبت به شرايط كنترل تغيير معني داري پيدا نكرد. نتيجه گيري: نتايج مطالعه نشان داد كه غشا شبكه آندوپلاسمي هپاتوسيت در موش صحرايي داراي نوعي كانال پتاسيمي با فعاليت وابسته به ولتاژ بوده و بنظر مي رسد كه ويژگي هاي الكتروفيزيولوژيك آن تحت تاثير آنيون فسفات سمت د اخل لومني قرار نمي گيرد.

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Rough endoplasmic reticulum is important organelle that plays a role in the regulation of a range of functions. Potassium channels in the endoplasmic reticulum membrane were recently reported that its physiological role is unknown. Hepatocyte endoplasmic reticulum is a rich source of glucose 6- phosphatase that is involved in the control of gluconeogenesis. Since phosphate ions are intra-luminal metabolites for this enzyme of endoplasmic reticulum thus, in this study, the effect of phosphate ions on potassium channel activity was studied. METHODS: Endoplasmic reticulum vesicles extraction was accomplished following liver excision in rats, homogenization and several stages of ultracentrifugation. Phosphatidylcholine was extracted from fresh egg yolk. Bilayer lipid membrane was formed in a 350 ?m diameter aperture in between two chambers cis and trans contained 200/50 mMKCl solutions respectively, then vesicles were incorporated into bilayer lipid membrane. Ion channel activity was recorded by single channel recording technique both in control conditions and presence of phosphate ion in luminal face, next biophysical ion channel properties analyzed by Clampfit10 software. FINDINGS: Endoplasmic reticulum Potassium channel was 550 pS conductance and its activity changed as voltage dependent manner in voltage range of +30 to -40 mV, in this respect the open probability and the average unitary current in a voltage + 30 mV were 0.73 and 26 pA, respectively. However, at lower voltages, the channel activity was minimal. In the presence of 50 mM phosphate ion, mean unitary current and also channel open probability did not change significantly in different voltages compared to the control condition (p > 0.05). CONCLUSION: Rat hepatocyte endoplasmic reticulum membranes has been a kind of potassium channel with voltage-dependent activity and it seems that its electrophysiological characteristics did not influenced by phosphate anion in luminal face. KEY WORDS: Endoplasmic Reticulum, Potassium channel, Phosphate ion.