神経伝達物質放出におけるNSF・SNAP・SNAREの役割

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08271237
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 多賀谷 光男 東京薬科大学, 生命科学部, 助教授 (30179569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宍戸 佳津子 (谷 佳津子) 東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (40266896)
• Keywords: 開口分泌 / 神経伝達 / 膜融合

Research Abstract

NSF・SNAP・SNARE複合体(20S複合体)はシナプス小胞と細胞膜の融合を促進するが、膜融合がどのような機構で起こるのかはまだよくわかっていない。Rothmanらのデモルでは、まずt-SNARE(syntaxin 1とSNAP-25)とv-SNARE(VAMP-2)が結合して小胞と細胞膜がドッキングし、次にこの複合体にサイトゾル由来のNSFとSNAPが結合する。そして、NSFによるATPの加水分解と共役して複合体が解離し、同時に膜融合が引き起こされるというものである。
我々は、副腎髄質のクロマフィン細胞においてはsyntaxin 1とSNAP-25が細胞膜のみならず分泌小胞であるクロマフィン顆粒にも存在していることを見い出した。この発見は、局在性の異なるSNAREのドッキングによって小胞と膜との結合の特異性がもたらされているというSNARE仮説に根本的な疑問をいだかせる結果である。また、RothmanらのモデルではNSFとSNAPはサイトゾルから供給されることになっているが、我々はNSFが小胞にも存在し、それらのNSFはMg^<2+>-ATPが存在していても膜より遊離しない(すなわち複合体は分解しない)ことを見い出した。以上の結果から我々は以下の仮説を提唱した。NSFはSNARE以外のタンパク質と結合してシナプス小胞に存在しているか、SNAREと結合していてもそのATPase活性がなんらかの機構によって制御されている。小胞と膜とのドッキングは、SNARE以外のタンパク質によって媒介されて起こり、NSFによるATPの加水分解と共役して20S複合体が分解して膜融合が引き起こされる。

Research Products

• [Publications] Steel,G.J.et al.: "Association of the fusion protein NSF with clathrin-coated vesicle membranes." EMBO J.15. 745-752 (1996)
• [Publications] Tagaya,M.et al.: "SNAP prevents Mg^<2+>-ATP-induced release of NSF from the jolgi apparatus in digitonin-permeabilized PC 12 cells." J.Biol.Chem.271. 466-470 (1996)
• [Publications] Tagaya,M.et al.: "Inhibition of vesicle-mediated protein transport by nordihydroguaiaretic acid." J.Bio.chem.119. 863-869 (1996)
• [Publications] Boudier,J.-A.et al.: "Distribution of components of the SNARE complex in relation to transmitter release sites at the frog neuromuscular junction." Eur.J.Neurosci.8. 545-552 (1996)
• [Publications] Tagaya,M.et al.: "SNAP-25 is present on chromaffin granules and acts as a SNAP receptor." FEBS Lett.394. 83-86 (1996)
• [Publications] 井口ら: "ライフサイエンス基礎実験" 丸善, 200 (1996)