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神経可塑性と脳の発生・分化におけるIP_3受容体/Ca^<2+>シグナリングの役割

研究課題

研究課題/領域番号 11308032
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関東京大学

研究代表者

御子柴 克彦  東京大学, 医科学研究所, 教授 (30051840)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
36,000千円 (直接経費: 36,000千円)
2000年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
1999年度: 20,600千円 (直接経費: 20,600千円)
キーワードIP_3 / Ca2+ / 細胞質 / レーザー光 / マラカイトグリーン / IP3 / IP_3受容体 / 神経成長円錐 / LTD / LTP / 神経可塑性 / レーザー / Ca^<2+>
研究概要

IP_3は、神経細胞内Ca_<2+>ストア膜のIP_3受容体に作用してストア内のCa2+を細胞質へ動員し、多彩な生理機能を制御する普遍的に重要なシグナル機能を持つ。IP_3シグナルの標的分子はIP_3受容体であり、IP_3感受性Ca_<2+>放出チャネルを開口するリガンドとして作用する。IP_3受容体による分子認識において、イノシトールリン酸の選択性は厳密で立体特異性も極めて高い。そこで申請者はIP_3結合部位の構造と機能の解析をすすめた。その結果IP_3R1のKd値は83nMであり、安定な結合配列として得たN末端の全配列2749アミノ酸のうち、1-604のアミノ酸配列のKd値は45nMであった。ところがN末端を欠除した224-604の配列はKd値が0.083nMと500〜1000倍高いIP_3結合親和性を示した。N末端はIP_3結合コアー領域(226-604)に対して、抑制的に働いていた。IP_3結合コアーでの結合にはアルギニンとリジンの三つのアミノ酸必須であり、その周辺にあるアミノ酸が1,4,5,IP_3のリン酸位の特異性を決定していた。これにより、IP_3結合ドメインは高い親和性を有する領域とそれを抑制する二つの領域を有するユニークな特異的構造を有することが明らかになった。

報告書

(3件)
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  • [文献書誌] Futatsugi, A., et al: "Facilitation of NMDA-independent LTP and spatial learning in mutant mice lacking ryanodine receptor type 3"Neuron. (in press).

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  • [文献書誌] Michikawa, T., et al: "Calmodulin mediates calcium-dependent inactivation of the cerebellar type 1 inositoll, 4,5-trisphosphate receptor."Neuron. 23. 799-808 (1999)

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  • [文献書誌] Yoshikawa, F., et al: "Cooperative formation of the ligand-binding site of the inositol 1,4,5-triphosphate receptor by two separable domains."J.Biol.Chem.. 274. 328-334 (1999)

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  • [文献書誌] Yoshikawa, F., et al: "Trypsinized cerebellar inositol 1,4,5-triphosphate receptor."J.Biol.Chem.. 274. 316-327 (1999)

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  • [文献書誌] Inoue, T., et al: "Type 1 inositol 1,4,5-triphosphate receptor is required for induction of long-term depression in cerebellar Purkinje neurons."J.Neurosci.. 18. 5366-5373 (1998)

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  • [文献書誌] Takei, K., et al: "Regulation of nerve growth mediated by inositol 1,4,5-triphosphate receptor in growth cones."Science. 282. 1705-1708 (1998)

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  • [文献書誌] Zhao, H., et al.: "Functional expression of mammalian odorant receptor."Science. 279. 237-242 (1998)

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  • [文献書誌] Aruga, J., et al: "Mouse Zicl is involved in cerebeller development."J.Neurosci.. 18. 284-293 (1998)

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  • [文献書誌] Kume, S et al: "Role of inositol 1,4,5-triphosphate receptor in ventral signaling in Xenopus embryos."Science. 278. 1940-1943 (1997)

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  • [文献書誌] Sheldon, M., et al.: "Scrambler and yotari disrupt the disabled gene and produce a reeler-like phenotype in mice."Nature. 389. 730-733 (1997)

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  • [文献書誌] Umemori, H., et al.: "Activation of the G protein Gq/11 through tyrosine phosphorylation of the α subunit."Science. 276. 1878-1882 (1997)

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  • [文献書誌] Del Rio, J.A., et al.: "A role for Cajal-Retzius cells and reelin in the development of hippocampal connections."Nature. 385. 70-74 (1997)

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  • [文献書誌] Matsumoto, M., et al: "Ataxia epileptic seizures in mice lacking type 1 inositol 1,4,5-triphosphate receptor."Nature. 379. 168-171 (1996)

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  • [文献書誌] Miyawaki, A., et al: "Zonal distribution of sulfotransferase for phenol in olfactory sustentacular cells."EMBO J.. 15. 2050-2055 (1996)

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  • [文献書誌] Fukuda, M., et al: "Structure-function relationship of the mouse Gap1^m(Determination of the inositol 1,3,4,5-terakisphosphate-binding domain)."J.Biol.Chem.. 271. 18838-18842 (1996)

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  • [文献書誌] Katayama, E., et al.: "Native structure and arrangement of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor molecules in bovine cerebellar Purkinje cells as studied by quick-freeze deep-etch electron microscopy."EMBO.J.. 15. 4844-4857 (1996)

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  • [文献書誌] Yoshikawa, F., et al: "Mutational analysis of the ligand binding site of the inositol 1,4,5-triphosphate receptor."J.Biol.Chem.. 271. 18277-18284 (1996)

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  • [文献書誌] Yamaguchi, Y., et al: "Myelin proteolipid protein(PLP), but not DM-20, is inositol hexakisphosphate-binding protein."J.Biol.Chem.. 271. 27838-27846 (1996)

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  • [文献書誌] Kojima, T., et al:: "Calcuim-dependent phospholipid binding to the C2A domain of a ubiquitous form of double C2 protein(Doc2β)."J.Biol.Chem.. 120巻. 671-676 (1996)

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  • [文献書誌] Fukuda, M., et al.: "Mutation of the pleckstrin homology domain of Bruton's tyrosine kinase in immunodeficiency impaired inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate binding capacity."J.Biol.Chem.. 271巻. 30303-30306 (1996)

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  • [文献書誌] Futatsugi, A., et al: "Facilitation of NMDA-independent LTP and spatial learning in mutant mice lacking ryanodine receptor type 3."Neuron. (in press).

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  • [文献書誌] Michikawa, T., et al: "Calmodulin mediates calcium-dependent inactivation of the cerebellar type 1 inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor."Neuron. 23. 799-808 (1999)

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  • [文献書誌] Yoshikawa, F., et al: "Cooperative formation of the ligand binding site of the inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor by two separable domains."J.Biol.Chem.. 274. 328-334 (1999)

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  • [文献書誌] Yoshikawa, F., et al: "Trypsinized cerebellar inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor."J.Biol.Chem.. 274. 316-327 (1999)

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  • [文献書誌] Inoue, T., et al: "Type 1 inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor is required for induction of long-term depression in cerebellar Purkinje neurons."J.Neurosci.. 18. 5366-5373

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  • [文献書誌] Takei, K., et al.: "Regulation of nerve growth mediated by inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor in growth cones."Science. 282. 1705-1708 (1998)

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  • [文献書誌] Kume, .S et al: "Role of inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor in ventral signaling in Xenopus embryos."Science. 278. 1940-1943 (1997)

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  • [文献書誌] Umemori, H., et al.: "Activation of the G protein Gq/11 through tyrosine phosphorylation of the α subunit."Science. 276. 1878-1882 (1997)

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  • [文献書誌] Sheldon,M.,: "scrambler and yotari : spontaneous mutations that disrupt the mouse disabled-1 gene and lead to a reeler-like phenotype."Nature. 389. 730-733 (1997)

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  • [文献書誌] Sugiyama, T. et al.: "Inositiol 1,4,5-trisphosphate receptors associated with focal"FEBS Letters. 466. 29-34 (2000)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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