C_2様領域を持つ新しい蛋白質Rabphilin-3AとDoc2の機能と作用機構

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07268212
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐々木 卓也 大阪大学, 医学部, 助手 (40241278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白瀧 博通 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (90249962) ; 高井 義美 大阪大学, 医学部, 教授 (60093514)
• Keywords: C2様領域 / Rabphilin-3A / Doc2 / Ca^<2+> / シナプス小胞 / 神経伝達物質 / アンカリング蛋白質 / 機能領域

Research Abstract

私共の研究室では、2個のC2様領域を有する新しい蛋白質を2つ見い出し、それぞれRabphilin-3AとDoc2と命名している。これらの蛋白質は、シナプス小胞に局在し、そのC2様領域でCa^<2+>リン脂質に結合することから、神経伝達物質の放出においてCa^<2+>センサーとして機能している可能性が高い。Rabphilin-3Aは、C末端側のC2様領域以外に、N末端側にRab3A結合領域を有している。一方、Doc2は、C末端側にC2様領域を有しているが、N末端側にRab3A結合領域を有していない。また、どちらの蛋白質も膜貫通領域を有していないが、本年度の本研究で、Rabphilin-3Aは、N末端側でシナプス小胞上のアンカリング蛋白質に結合することによって、シナプス小胞に結合していることを明らかにした。したがって、Doc2にもシナプス小胞結合領域が存在し、Doc2は、そこを介して、シナプス小胞上のアンカリング蛋白質に結合していると考えられる。さらに、本年度の本研究で、Rabphilin-3AのN末端側またはC末端側のリコンビナント蛋白質をヤリイカの巨大シナプスにマククロインジェクションすると、神経伝達物質の放出が抑制されることを明らかにした。また、Rabphilin-3AやDoc2のN末端側またはC末端側の遺伝子をヒト成長ホルモン(GH)の遺伝子と共にPC12細胞に強制発現させると、高K^+刺激によるCa^<2+>依存性のGHの分泌が抑制されることを明らかにした。これらの結果から、Rabphilin-3AやDoc2はいくつかの機能領域に分けられ、各々の機能領域でそれぞれ特異的な蛋白質と結合し、蛋白質一蛋白質相互作用により神経伝達物質の放出を制御している可能性が示唆された。このように、本年度の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。

Research Products

• [Publications] Kuribara,H.: "synergistic activation of rat brain phospholipase D by ADP-ribosylation factor and rhoA p21, and its inhibition by clostridium botulinum C3 exoenzyme." J. Biol. Chem.270. 25667-25671 (1995)
• [Publications] Takaishi,K.: "Translocation of activated Rho from the cytoplasm to membrane ruffling area,cell-cell adhesion sites and Cleavage furrows." Oncogene. 11. 39-48 (1995)
• [Publications] Orita,S.: "Doc2:a novel brain protein having two repeated C2-like domains." Biochem. Biophys. Res. Commun.206. 439-448 (1995)
• [Publications] Araki,K.: "Purification and characterization of Rab GDIβ from rat brain." Biochem. Biophys. Res. Commun.211. 296-305 (1995)
• [Publications] Takahashi,K.: "Heterotetramer formation of prenylated Rab3A with two Rabphilin-3A molecules." Biochem.Biophys.Res.Commun.217. 979-986 (1995)
• [Publications] Regazzi,R.: "Prenylcysteine analogs mimicking the C-teminus 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)
• [Publications] Takai,Y.: "Rho as a regulator of the cytoskeleton." Trends in Biochemical Sciences. 20. 227-231 (1995)
• [Publications] Orita,S.: "Doc2 enhances Ca2+-dependent exocytosis from PC12 cells." J. Biol. Chem.(in press).
• [Publications] Fujita,Y.: "Phosphorylation of Munc-18/n-Sec1/rbSecl by protein kinase C-Its implication in regulating the interaction of Munc-18/n-Secl/rbSecl with Syntaxin." J. Biol. Chem.(in press).
• [Publications] Matsuda,S.: "A membrane-associated GOP/GTP exchange protein specific for Rho small GTP-binding protein-partial purification and characterization from rat brain." Oncogene. (in press).
• [Publications] Taniguchi,T.: "Cholecystokinin-B/gastrin receptors mediate rapid formation of actin stress fibers." Oncogene. (in press).
• [Publications] Komuro,R.: "Involvement of rabphilin-3A in Ca2+-dependent exocytosis from PC12 cells." Biochem. Biophys. Res. Commun.(in press).