シナプス小胞における神経伝達物質の輸送系に関する生化学的研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03671049
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 森山 芳則 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10150658)
• キーワード: 神経 / 化学伝達 / シナプス小胞 / V-ATPase / プロトンポンプ / 伝達物質 / 輸送

研究概要

神経末端に存在するシナプス小胞は直径が50nm程度の微小なオルガネラである、神経伝達物質の蓄積場所であり化学伝達において重要な役割を果たしていると考えられている。我々はこのシナプス小胞上に液胞型のH^+輸送性ATPase(以下V-ATPaseと略)が存在し、伝達物質はV-ATPaseの形成するH^+の電気化学的ポテンシャル差とエネルギー的に共役していること、すなわちこの輸送は濃度勾配に逆らった輸送(能動輸送)であることを見いだした。しかしながら、この伝達物質の輸送系に関する生化学的な研究はまだ始まったばかりであり、輸送系の実体の解明、特異的阻害剤の開発等多くのことがなされなければならない。そこで、本研究においては、以下の点を明らかにすべく研究計画を立案した。(1)伝達物質輸送系のエネルギー共役機構を明らかにする。(2)伝達物質輸送系の精製を通じて、輸送系の実体を明らかにする。(3)グルタミン酸輸送系の特異的阻害剤を検索する。(4)各種神経毒、神経遮断薬とこれらの蛋白との相互作用を明らかにする。
現在、いずれの計画ともほぼ予定通りの成果を上げつつある。すなわち、(1)に関しては、グルタミン酸輸送系は膜電位により駆動されるが、他の輸送系はpH勾配で駆動されることを示した。(2)に関してはF-ATPaseを用いた輸送系の再構成系を確立し、輸送活性の安定な測定法を開発した。輸送タンパクの精製にはまだ成功していないが、これも時間の問題である。(3)Dibezyl-glutamateを強力な阻害剤として同定した。(4)人工的なパーキンソン氏病を引き起こすMPP^+や多くの遮断薬とシナプス小胞が相互作用をすることを見いだした。以上の結果から、今後、伝達物質の輸送系をより物質レベルで解明する基礎が得られたと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Moriyama,Y.,Maeda,M&Futai,M.: "Inrolvement of a non-pioton pinp factor in maintenanu of on acidic pm in lysosomes" FEBS Letter. 302. 18-20 (1992)
• [文献書誌] Hasebe,M.Hamada,H,Moriyama Y.,Maeda,M Futai,M: "Vacuolar type HLATPssl genes:plesence of four genes in cluding psudogenes for the 16-KDa proteolipid subunit" Biuchem Biophys Res.Comman. 183. 856-863 (1992)
• [文献書誌] Moriyama,Y.,Maeda,M Futai,M: "Role of racuolm-type pioton ATPace in neueonal & and ocrire systems." J.Experinentil Biology. 172. 171-179 (1992)
• [文献書誌] Johnondri,M Takayama,M Nami,T.,Moriyama,Y Maeda M,Futai M.: "Role of the amino terminal region of the δ submit of Escherichia coli HLATpace." A,ch.Biochem.Biophys. 292. 87-94 (1992)
• [文献書誌] 森山 芳則(分担): "生体膜と膜輸送(分泌顆粒,シナプス小胞,FsigmaF_1-A1Pme,クロマフィンH^±ATPme)" 東京化学同人, 901 (1992)