흰쥐 지방세포에 있어서 Amiloride의 $A_{1}$ Adenosine Receptor- Adenylyl Cyclase System에 대한 작용

Effects of Amiloride on $A_{1}$ Adenosine Receptor-Adenylyl Cyclase System in Rat Adipocytes

Amiloride는 $Na{^+}$ channels를 선택적으로 억제하는 potassium sparing diuretic이다. 본 연구에서는 amiloride와 아데노신 수용체의 상호작용을 밝히고자, 흰쥐에서 얻은 crude adipocytic membrane fractions의 adenylyl cyclase activity를 여러 조건하에서 측정하였다. 우선 GTP가 isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity에 미치는 영향을 조사함으로서 $G_i$ protein (inhibitory guanine nucleotide binding protein)의 기능을 알아보았다. 그 결과 amiloride는 높은 GTP 농도에서 isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase의 활성을 억제하는 것을 관찰할 수 없었다. 이와는 대조적으로 amiloride 존재 하에서 2-chloroadenosine을 사용하여 아데노신 수용체를 경유한 isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity가 억제되는 정도를 측정하였을 때, 2-chloroadenosine의 농도에 따라 큰 변화 없거나 오히려 억제 효과가 더욱 크게 나타났다. 그러나 위와 같은 조건하에서 propranolol에 의한 isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity의 억제는 amiloride에 의해서 유의하게 변하지 않는 것으로 보아서, 수용체를 매개로 한 $G_s$ protein의 기능은 amiloride에 의해 영향을 받지 않는 것으로 생각된다. 그리고 amiloride에 의해 증가된, 2-chloroadenosine-mediated adenylyl cyclase의 억제 효과는 150mM NaCl 존재 하에서도 그대로 유지되었다. 이러한 결과로 보아 amiloride는 아데노신 수용체와 결합하여 $G_i$ proteins과의 coupling을 용이하게 할 뿐만 아니라, $G_i$ protein을 선택적으로 변화시켜 $G_i$ protein의 GTP 의존적인 adenylyl cyclase의 억제 기능을 제거하는 두 작용을 갖는 것으로 사료된다.

Amiloride is a potassium sparing duretic which specifically inhibits $Na{^+}$ channels. In the present study, we investigated the possible interaction of amiloride with $A_1$ adenosine receptors-adenylyl cyclase system in crude adipocytic plasma membrane fractions prepared from Sprague-Dawley rats. When the function of $G_i$ protein (inhibitory guanine nucleotide binding protein) was assessed by determining the effects of GTP on isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity, the inhibitory effect of high concentrations of GTP was not observed in the presence of amiloride. In contrast, the adenosine receptor-mediated inhibition of the enzyme activity, as determined empolying 2-chloroadenosine, was either unchanged or even more enhanced by amiloride depending on the concentrations of 2-chloroadenosine. Thus, it appears that GTP- and receptor-mediated inhibitory function of $G_{i}$ proteins can be separated from one another. Receptor-mediated function of $G_{s}$ protein did not appear to be significantly affected by amiloride, since the inhibition of isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity by propranolol under the same conditions was not significantly altered by amiloride. The enhancement of 2-chloroadenosine-mediated inhibition of adenylyl cyclase by amiloride was maintained in the presence of 150 mM NaCl. In summary, these results suggest that amiloride interacts both with $A_{l}$ adenosine receptors and with $G_i$ proteins in adipocytic membranes. Its binding to the $A_1$ adenosine receptors appears to facilitate the coupling of the receptors with $G_i$ proteins thereby enhancing the inhibition of isoproterenol-stimulated adenylyl cyclase activity by $A_1$ adenosine agonist, and the direct interaction with $G_i$ proteins appears to remove the GTP-dependent inhibitory effect on adenylyl cyclase activity.