シナプス強化における神経伝達物質放出機構の調節

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07279241
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 多賀谷 光男 東京薬科大学, 生命科学部, 助教授 (30179569)
• キーワード: 神経伝達物質 / 開口分泌 / 膜融合

研究概要

N-ethylmaleimide-sensitive factro(NSF)は小胞輸送や神経伝達物質の開口分泌に関わるATPaseである。このタンパク質は、EDTA-ATP存在下で膜表在性のsoluble NSF attachment proteins(SNAPs)および膜内在性のSNAPerceptors(SNAREs)と沈降係数20Sの複合を形成してゴルジ膜に結合する。Mg^<2+>-ATP存在下ではこの複合体は分解し、NSFは膜より遊離する。これらの事実はMg^<2+>-ATPが多量に存在する細胞内ではNSFは膜に結合しておらず、専らサイトゾルに存在していることを予想させるが、実際にはNSFは細胞内でゴルジ膜などに結合している。本研究では、PC12細胞をジギトニンで可溶化したセミインタクト細胞を用いてこの矛盾点の解明を試みた。ジギトニン処理細胞をMg^<2+>-ATPとインキュベートするとゴルジ膜のNSFは遊離したが、この時ウシ脳より調製した細胞質画分を加えるとNSFが膜から遊離しないようになった。この活性を持つ因子を精製した結果、この因子はSNAPであることがわかった。すなわち、細胞内ではSNAPが多量に存在するために、20S複合体は分解してもすぐに再形成され、平衡状態ではNSFは膜に結合しているということである。
SNAREにはターゲット膜に存在するt-SNARE(シンタキシン、SNAP-25)と小胞に存在するv-SNARE(VAMP-2)があり、2つの局在性の異なるSNAREが結合することで小胞とターゲット膜がドッキングすると考えられていた(SNARE仮説)。しかし、私たちはシンタキシンやSNAP-25がターゲット膜のみならず、小胞側にも存在することを本年度の研究で見いだした。SNAREによるドッキングモデルは再検討する必要があるのかもしれない。

研究成果

• [文献書誌] lkonen, E. et al.: "Different requirement for NSF and SNAP in apical and basolateral transport in MDCK cells." Cell. 81. 571-580 (1995)
• [文献書誌] Okajima, T. et al.: "Cloning, sequencing, and expression in Escherichi coli of cDNA encoding porcine brain UMP-CMP kinase." J.Biochem.117. 980-986 (1995)
• [文献書誌] Moriyama, Y. et al.: "Localization of N-ethylmaleimide-sensitive Fusion Protein." NeuroRep.6. 1757-1760 (1995)
• [文献書誌] Tagaya, M. et al.: "Syntaxin 1 (HPC-1)is associated with chromaffin granules." J.Biol.Chem.270. 15930-15933 (1995)
• [文献書誌] Tagaya, M. et al.: "SNAP prevents Mg^<2+>-ATP-induced release of NSF from the Golgi apparatus in digitonin-permeabilized PC12 cells." J.Biol.Chem.271. 466-470 (1996)
• [文献書誌] 初沢清隆、多賀谷光男(水島、鵜高、編集): "蛋白質の分泌と細胞内輸送" 学会出版センター, 200 (1995)