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プロテインキナーゼCK2が膵臓β細胞のCa2.1依存性カルシウム電流とインスリン放出を制御する。
Protein Kinase CK2 Controls Ca2.1-Dependent Calcium Currents and Insulin Release in Pancreatic β-Cells.
PMID: 32630015 DOI: 10.3390/ijms21134668.
抄録
膵β細胞におけるインスリン生合成と分泌の制御は、ヒトにおけるグルコースの恒常性維持に不可欠である。これまでの知見では、高度に保存されたユビキタスに発現するセリン/スレオニンキナーゼCK2が、この調節に負の影響を与えることが指摘されています。ラット膵β細胞INS-1の細胞培養モデルでは、CK2阻害後にインスリン分泌が亢進する。この亢進は、細胞質Ca濃度の上昇に先行している。ここでは、電圧依存性カルシウムチャネルCa2.1のセリン残基SとSをCK2リン酸化の標的として同定した。さらに、共免疫沈降実験により、Ca2.1がin vitroおよびin vivoでCK2と結合していることを明らかにした。また、Ca2.1ノックダウン実験では、CK2阻害により細胞内Ca濃度が上昇し、インスリン分泌が促進されることが示された。以上の結果から、CK2がCa2.1を介したインスリンのエキソサイトーシスにおいて調節的な役割を果たしていることが示唆された。
The regulation of insulin biosynthesis and secretion in pancreatic β-cells is essential for glucose homeostasis in humans. Previous findings point to the highly conserved, ubiquitously expressed serine/threonine kinase CK2 as having a negative regulatory impact on this regulation. In the cell culture model of rat pancreatic β-cells INS-1, insulin secretion is enhanced after CK2 inhibition. This enhancement is preceded by a rise in the cytosolic Ca concentration. Here, we identified the serine residues S and S of the voltage-dependent calcium channel Ca2.1 as targets of CK2 phosphorylation. Furthermore, co-immunoprecipitation experiments revealed that Ca2.1 binds to CK2 in vitro and in vivo. Ca2.1 knockdown experiments showed that the increase in the intracellular Ca concentration, followed by an enhanced insulin secretion upon CK2 inhibition, is due to a Ca influx through Ca2.1 channels. In summary, our results point to a modulating role of CK2 in the Ca2.1-mediated exocytosis of insulin.