シナプス伝達に関わる機能分子とセカンドメッセンジャーの細胞内動態の画像化と定量化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07508004
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 御子柴 克彦 東京大学, 医科学研究所, 教授 (30051840)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮脇 敦史 東京大学, 医科学研究所, 助手 (80251445)
• Keywords: IP_3 / IP_3レセプター / カルシウムイオン / 情報伝達 / カルシウムチャネル / 小胞体 / セカンドメッセンジャー

Research Abstract

イノシトール三リン酸受容体(IP_3R,2749アミノ酸)のアミノ末端側650アミノ酸内には、リガンドであるイノシトール1,4,5-三リン酸(1,4,5-IP_3)を特異的に認識する領域が含まれていることが知られている。我々はセカンドメッセンジャーとしての1,4,5-IP_3の細胞内濃度を定量にするため、IP_3のリガンド部分の解析をすすめた。まず、IP_3Rのリガンド結合領域を大腸菌で発現する系を確立し、リガンド結合活性を欠く部位特異的アミノ酸置換変異体を作製し、リガンド結合に関与するアミノ酸を明らかにした。今回、種々の欠失変異体を作製し、リガンド結合に必要な領域を特定した。さらに、この領域内に部位特異的変異を導入し、リガンド結合活性とイノシトールポリリン酸の結合選択性を解析した。その結果、1アミノ酸の置換により1,4,5-IP_3に対する親和性は低下するが、2,4,5-IP_3に対する親和性は変化せず、結果として1,4,5-IP_3と2,4,5-IP_3を同等の親和性で認識する変異体が得られた。また、1,4,5-IP_3に対してより高い親和性を示す変異体も得られた。この実験系から得られた結果をもとに、IP_3Rのリガンド結合領域の詳細な構造と機能が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Monkawa, T. et al.: "Heterotetrameric complex formation of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor subunits." J. Biol. Chem.270. 14700-14704 (1995)
• [Publications] Hirota, J. et al.: "Kinetics of calcium release by immunoaffinity-purified inositol 1,4,5-trisphosphate receptor in reconstituted lipid vesicles." J. Biol. Chem.270(32). 19046-19051 (1995)
• [Publications] Ogawa, M. et al.: "The reeler gene-associated antigen on cajal-retzius neurons is a crucial molecule for laminar organization of cortical neurons." Neuron. 14. 899-912 (1995)
• [Publications] Fukuda, M. et al.: "Functional diversity of C2 domains of synaptotagmin family." J. Biol. Chem.270(44). 26523-26527 (1995)
• [Publications] Fukuda, M. et al.: "Role of the C2B domain of synaptotagmin in vesicular release and recycling as determined by specific antibody injection into the squid giant synapse preterminal." Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92. 10708-10712 (1995)
• [Publications] Matsumoto, M. et al.: "Ataxia and epileptic seizures in mice lacking type 1 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor." Nature. 379. 168-171 (1996)
• [Publications] Hirota, J. et al.: "Genes for development, cell growth and infectious diseases (A dacade of Pasteur Riken collaboration)(PP81-96)" John Libbey EUROTEXT, 262 (1995)
• [Publications] Miyawaki, A. et al.: "Proceedings of the Yamada Conference XXXIX on Calcium as Cell Signal April 26-28, 1994 Tokyo, Japan (PP154-164)" IGAKU-SHOIN, 293 (1995)