シナプスにおける新しいCa^<2+>センサーの機能と作用機構

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07278245
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 白瀧 博通 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (90249962)
• 研究分担者: 高井 義美 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (60093514) ; 佐々木 卓也 大阪大学, 医学部, 助手 (40241278)
• キーワード: 低分子量G蛋白質 / Rab3A / Rabphilin-3A / 神経伝達物質

研究概要

私共の研究室では、神経伝達物質の放出反応における低分子量G蛋白質Rab3Aの作用機構と活性制御機構について解析を進めている。すでに、私共はRab3Aの標的蛋白質としてC_2様領域を2個有するRabphlin-3Aを見出している。さらに、Rabphlin-3Aと同様C_2様領域を2個有する蛋白質としてDoc2を見出している。Rabphlin-3AとDoc2は、共にシナプス小胞に局在しており、Ca^<2+>依存性にリン脂質に結合することからプレシナプスにおいてCa^<2+>センサーとして機能している可能性が強い。本年度の研究で、Rabphilin-3AのNおよびC末端側フラグメントによってPC12細胞からのhigh K^+刺激によるCa^<2+>依存性のGH(growth hormone)分泌が抑制されることが明らかになった。また、イカの巨大軸索を用いた電気生理学的実験において、Rabphilin-3AのNおよびC末端側フラグメントをプレシナプスにマイクロインジェクションするとプレシナプス刺激に伴うポストシナプス活動電位が抑制されることが明らかになった。この結果、Rabphilin-3Aが実際に細胞レベルでもCa^<2+>依存性の分泌反応を制御していることが示唆された。さらに、Doc2のNおよびC末端側フラグメントによってPC12細胞からのhigh K^+刺激によるCa^<2+>依存性のGH分泌が抑制されることが明らかになった。この結果、Coc2が実際に細胞レベルでもCa^<2+>依存性の分泌反応を制御していることが示唆された。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完全に達成することができた。

研究成果

• [文献書誌] Chung,S-H.: "Evidence that the Rab3A-binding protein,Rabphilin-3A,enhances regulated secretion -Studies in adrenal chromaffin cells." J.Biol.Chem.270. 16714-16718 (1995)
• [文献書誌] Orita,S.: "Doc2:a novel brain protein having two repeated C2-Like domains." Biochem.Biophys.Res.Commun.206. 439-448 (1995)
• [文献書誌] Araki,K.: "Purification and characterization of Rab GDIβ from rat brain." Biochem.Biophys.Res.Commun.211. 296-305 (1995)
• [文献書誌] Miyazaki,M.: "Rabphilin-3A binds to a Mr 115,000 polypeptide in a phosphatidylserine-and Ca^<2+>-dependent manner." Mol.Brain.Res.28. 29-36 (1995)
• [文献書誌] Regazzi,R.: "Prenylcysteine analogs mimicking the C-terminus of GTP-binding proteins stimulate exocytosis from permeabilized HIT-T15 cells-comparison with the effect of Rab3AL peptide." Biochim.Biophys.Acta.1268. 269-278 (1995)
• [文献書誌] Takahashi,K.: "Heterotetramer formation of prenylated Rab3A with two Rabphilin-3A molecules." Biochem.Biophys.Res.Commun.217. 979-986 (1995)