シナプス可塑性に関与するRabファミリー低分子量G蛋白質の機能と作用機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470025
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 佐々木 卓也 徳島大学, 医学部, 教授 (40241278)
• Keywords: シナプス小胞輸送 / 神経伝達物質放出 / Rab3A / 活性制御蛋白質 / Rab3 GEP / Rab3 GAP / Rab GDI / Rabconnectin-3

Research Abstract

私共は、これまでに、Rab3Aの活性制御蛋白質群がシナプス小胞輸送の調節を介してシナプス可塑性にまで関与していることを個体レベルで明らかにするとともに、これらの蛋白質がRab3Aの活性と局在をサイクリカルに制御する機構が特に重要であることを明らかにしてきた。そこで、本年度の本研究では、活性制御蛋白質がシナプス小胞輸送のどの過程でRab3Aに作用するのかを明らかにする目的で、活性制御蛋白質Rab3 GEPとGAPに結合する蛋白質の同定を試み、以下の成果を得た。1.Rab3 GEPに対する特異抗体を用いてラット脳シナプス小胞膜画分よりRab3 GEPの免疫沈降を行ったところ、Rab3 GEP以外に、分子量340、160kDaの蛋白質が共に沈降された。2.同様に、Rab3 GAPに対する特異抗体を用いてラット脳シナプス小胞膜画分より免疫沈降を行ったところ、Rab3 GAP以外に、分子量340、90kDaの蛋白質が共に沈降された。3.Rab3 GEPおよびGAPと共に免疫沈降される340kDaの蛋白質のペプチドマッピングを行い、部分アミノ酸配列を決定したところ、これらの蛋白質は同一であると予想された。その配列をもとに、この新規蛋白質のcDNAをクローニングし、Rabconnectin-3と命名した。4.Rabconnectin-3はラット脳のシナプス小胞に局在し、Rab3 GEPおよびGAPに共に結合することが確認された。これらの結果から、シナプス小胞に局在するRabconnectin-3が、シナプス細胞質に存在するRab3 GEPとGAPをシナプス小胞膜上にリクルートすることによって、Rab3Aの活性化/不活性化を制御していることが示唆された。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。

Research Products

• [Publications] Nagano, F.: "Rabconnectin-3 : A novel protein that binds GDP/GTP exchange protein and GTPase-activating protein for Rab3 small G protein family"J. Biol. Chem.. (in press). (2002)
• [Publications] Tanaka, M.: "Role of Rab3 GDP/GTP exchange protein in synaptic vesicle trafficking at the mouse neuromuscular junction"Mol. Biol. Cell. 12. 1421-1430 (2001)
• [Publications] Takai, Y.: "Small GTP-binding Proteins"Physiol. Rev.. 81. 153-208 (2001)
• [Publications] Nagano, F.: "Purification and properties of Rab3 GTPase activating Protein"Methods Enzymol.. 329. 67-75 (2001)
• [Publications] Shirataki, H.: "Rabphilin-3 : a target molecule for Rab3 small G proteins"Methods Enzymol.. 329. 75-82 (2001)
• [Publications] Otita, S.: "Doc2α as a modulator of Ca^<2+>-dependent exocytosis"Methods Enzymol.. 329. 83-90 (2001)
• [Publications] Nakanishi, H.: "Methods Mol. biol."(in press). (2002)