2000 Fiscal Year Annual Research Report
神経細胞に特異的なカルシウム結合蛋白質calbrainは記憶の形成に関与する
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11694284
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| Research Institution | KAGAWA MEDICAL UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
徳田 雅明 香川医科大学, 医学部, 教授 (10163974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡部 昭延 香川医科大学, 医学部, 教授 (20093677)
杉本 勝良 香川医科大学, 医学部, 助手 (80322270)
小林 良二 香川医科大学, 医学部, 教授 (00020917)
竹内 義喜 香川医科大学, 医学部, 教授 (20116619)
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| Keywords | Calbrain / カルシウム結合蛋白質 / 脳 / 記憶 / S-100 / Ca^<2+> / calmodulin-dependent protein kinase II / calcineurin / NMR |
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| Research Abstract |
Calbrainの生理学的機能を解析する目的で,ラット脳の海馬のスライスを用いてテタヌス刺激により長期増強(long-term potentiation:LTP)を作成し解析を行った。
1 LTPを形成した海馬スライスにおいてCalbrainの発現量を測定したところ,2時間目ですでに約40%,3時間目で約50%,4時間目では約70%と時間依存的に減少し,CalbrainはLTPの形成と共に急速にダウンレギュレートされることが判明した。
2 長期抑圧(long-term depression:LTDを形成した海馬スライスにおいてはCalbrainの発現量に変化が認められなかった。
3 LTP海馬スライスにおいてCa^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II(CaMK2)の活性は2時間目で約20%,4時間目で約40%高かった。一方calcineurinの活性には変化がなかった。
4 CaMK2の自己リン酸化はLTPスライスでの方が,LTDスライスに比べて高かった
5 apo並びにcalcium saturatedのcalbarainを使用して構造解析を行い、EF-hanc helix-loop-helixタイプの構造とカルシウムイオンによる構造の変化を解明した。
以上の結果から、calbrainは2つのEF-hand構造を持つカルシウム結合蛋白質であり、calmodulinとは競合的にCaMK2の活性を抑制するが,長期記憶増強の形成と共にcalbrainの発現量が減少することで,CaMK2に対する抑制効果が減少するためその結果としてCaMK2の活性が上昇する機構が想定された。長期抑圧に関してはcalbrainには変化がなく,直接的な関与はないであろうことが推察された。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Tamura N: "Enhanced expression and activation of Ca(2+)/calmodulin-dependent protein kinase IV in hepatocellular carcinoma."Cancer. 89・9. 1910-1916 (2000)
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[Publications] Ahmed BY: "Expression and subcellular localization of multifunctional calmodulin-dependent protein kinases-I,-II and-IV are altered in rat hippocampal CA1 neurons after induction of long-term potentiation."Neurosci Lett. 290・2. 149-153 (2000)
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[Publications] Miyamoto O: "Depression of long term potentiation in gerbil hippocampus following postischemic hypothermia."Brain Res. 873・1. 168-172 (2000)
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[Publications] Matsushita O: "Substrate recognition by the collagen-binding domain of clostridium histolyticum class I collagenase."J Biol Chem. in press. (2001)
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[Publications] Satoriotomo I: "Short-term ethanol exposure alters calbindin D28k and glial fibrillary acidic protein immunoreactivity in hippocampus of mice."Brain Res. 879・1-2. 55-64 (2000)
