伝達物質放出を制御する終末内小胞関連蛋白分子の分子的・可視的・電気的機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480225
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 持田 澄子 東京医科大学, 医学部, 助教授 (30096341)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 正身 三菱化学生命科学研究所, 脳神経科学部, プロジェクトリーダー
• Keywords: シナプス小胞 / 神経伝達物質 / 開口放出 / 神経終末蛋白質 / Ca^<2+>チャネル

Research Abstract

神経終末に到達した活動電位発生に伴って膜電位依存性Ca^<2+>チャネルから流出するCa^<2+>によって、チャネルに固定されたシナプス小胞の開口放出が誘因され、引き続いて終末内の小胞サイクル(再取り込み→伝達物質充填→膜への移送→膜への固定)が駆動される。このようなシナプス小胞の動態を、Ca^<2+>に結合能を持つ蛋白質、およびこれらの蛋白質と相互作用する蛋白が制御していると考えられる。1)神経終末蛋白質中、syntaphilinは、シナプス小胞開口放出に必須であると考えられるSNARE蛋白質複合体のひとつな蛋白質であるsyntaxinと結合する。これらの蛋白質の相互作用がシナプス小胞サイクルのどの過程に関わっているのかを明らかにするために、syntaphilinのsyntaxinとの結合部位蛋白質を合成して神経終末内に導入し、活動電位発生に伴うシナプス小胞動態の変化を観察することを試みた。結合部位蛋白質の導入後、比較的速く伝達物質放出の抑制を示したことから、これら蛋白質の相互作用がシナプス小胞膜の終末膜へ融合を引き起こすためのSNARE蛋白質複合体の形成を制御しているのではないかとの結論を導いた。2)シナプス小胞を開口放出部位にSNARE蛋白質を介して固定して、同期した神経伝達物質放出を引き起こすN-型Ca^<2+>チャネルの機能をこれまでに明らかにしてきた。今年度は、脳のシナプス伝達の大半を担うP/Q-型Ca^<2+>チャネルのシナプス伝達に関わる役割を明らかにするために、cDNAを培養交感神経節細胞核に導入してP/Q-型Ca^<2+>チャネルの発現を試みた。SNARE蛋白質との結合部位を欠損するミュータントcDNAを導入したシナプスでは、P/Q-型Ca^<2+>チャネル阻害剤に対する感受性が減少したことから、P/Q-型Ca^<2+>チャネルにおいても、N-型Ca^<2+>チャネルと同様の機能を果たしているらしいとの結論を導いた。

Research Products

• [Publications] Guifang Lao: "Syntaphilin:a syntaxin-1 clamp that controls SNARE assembly"Neuron. 25・1. 191-201 (2000)
• [Publications] Sumiko Mochida: "Protein-protein interactions in neurotransmitter release."Neurosci.Res.. 36・3. 175-182 (2000)
• [Publications] Sumiko Mochida: "Slow Synsptic Responses and Modulation"K.Kuba,H.Higashida,D.A.Brown,T.Yoshioka. 455(23) (1999)
• [Publications] Sumiko Mochida: "Slow Synsptic Responses and Modulation"K.Kuba,H.Higashida,D.A.Brown,T.Yoshioka. 455(12) (1999)