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GluRδ2-Cbln1-NRXN複合体によるシナプス形成機構の構造基盤の解明

Publicly Offered Research

Project AreaStructural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses
Project/Area Number 25121710
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

植村 健  信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (00372368)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords脳・神経 / シナプス形成 / 小脳 / 蛋白質複合体
Outline of Annual Research Achievements

シナプス形成機構の構造基盤に基づく厳密な理解と制御機構の解明を目指し、GluRδ2-Cbln1-NRXN複合体の立体構造の解析を試みた。昨年度までにGluRδ2-NTD (N-terminal domain)およびCbln1の立体構造を決定しており、その立体構造の情報を元に部位特異的変異体のシナプス誘導能評価している。本年度はこれらの結果を確認するとともにシナプス誘導能評価に加え、GluRδ2-NTD部位特異的変異体とCbln1の結合能を解析した。その結果、シナプス誘導能が消失している変異体については、同時にCbln1との結合能が消失していることが確認された。特に、GluRδ2のIle11、Leu327、Trp332で構成される疎水性のポケットとそれに隣接するArg330がCbln1と相互作用に関わることが示唆された。さらにCbln1とGluRδ2の相互作用部位を探索するために、蛋白質架橋剤をもちいてCbln1-GluRδ2複合体を架橋し、トリプシン消化後の断片を質量分析装置で解析することで相互作用部位の同定を試みた。2種類の異なった蛋白質架橋剤を用いてCbln1とGluRδ2とが共有結合で架橋された複数のイソペプチドを同定された。Cbln1とNRXN1βについても同様の解析を行い、質量分析によってCbln1とNRXN1βの相互作用部位も同定した。さらにゲルろ過クロマトグラフィー(SEC)-多角度レーザー光散乱(MALS)をもちいた解析により、溶液中ではCbln1が6量体を形成しているこを、GluRδ2-NTDは2量体を形成していることを確認した。これらの情報を元に複合体の結合モデルを構築した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mechanisms of splicing-dependent trans-synaptic adhesion by PTPδ-IL1RAPL1/IL-1RAcP for synaptic differentiation2015

    • Author(s)
      Yamagata A., Yoshida, T., Sato, Y., Goto-Ito, S., Uemura, T., Maeda, A., Shiroshima, T., Iwasawa-Okamoto, S., Mori, H., Mishina, M., Fukai , S.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 6926-6926

    • DOI

      10.1038/ncomms7926

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electron microscopy of primary cell cultures in solution and correlative optical microscopy using ASEM2014

    • Author(s)
      K.Hirano, T.Kinoshita, T.Uemura, H.Motohashi, Y.Watanabe, T.Ebihara, H.Nishiyama, M.Sato, M.Suga, Y.Maruyama, N.M.Tsuji, M.amamoto, S.Nishihara, C.Sato
    • Journal Title

      Ultramicroscopy

      Volume: 143 Pages: 52-66

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2013.10.010

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular Mechanism of Synapse Formation by Synaptic Organizer2013

    • Author(s)
      植村 健
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 53 Issue: 2 Pages: 090-093

    • DOI

      10.2142/biophys.53.090

    • NAID

      10031151788

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] C1qファミリー分子Cbln1とその受容体であるグルタミン酸受容体GluRδ2とneurexinによる小脳シナプス形成の調節2014

    • Author(s)
      植村 健
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM) Observes Axonal Segmentation and Synaptic Induction in Solution2014

    • Author(s)
      佐藤 主税, 木下 貴明, 植村 健, 平野 和己, 川田 正晃, 西山英利, 佐藤 真理, 海老原 達彦, 須賀三雄, 西原祥子
    • Organizer
      2014 Microscopy & Microanalysis meeting
    • Place of Presentation
      ハートフォード, アメリカ合衆国,
    • Year and Date
      2014-08-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] シナプス形成を司る GluRδ2-Cbln1-Neurexin三者複合体の構造解析2014

    • Author(s)
      植村 健
    • Organizer
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ワークピア横浜/横浜産貿ホール マリネリア
    • Year and Date
      2014-06-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 受容体でコートした磁気ビーズによる初代培養シナプス形成誘導のASEM水中免疫電顕2014

    • Author(s)
      植村健、佐藤真理、西山英利、須賀三雄、佐藤主税
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] シナプス形成を司るGluRδ2-Cbln1-Neurexin 三者複合体の構造解析

    • Author(s)
      植村健
    • Organizer
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Synapse formation in the brain. Cortical Development. Neural Diversity and Neocortical Organization2013

    • Author(s)
      Mishina M, Yoshida T, Yasumura M, Uemura T
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      Springer Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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