成長円錐退縮の分子機構における逆行性モーター分子の原子間力顕微鏡を用いた役割解析

利用原子力显微镜分析逆行运动分子在生长锥回归分子机制中的作用

• 批准号: 14658248
• 负责人: 五十嵐 道弘
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658248/
• 关键词: ミオシンV; SNARE機構; 開口放出; 原子間力顕微鏡; プロテオミクス; 成長円錐; シンタキシン

研究代表者は成長円錐における小胞の動きの研究を継続しており、種々の小胞の局所的輸送に関与するモーター分子ミオシンVが、成長円錐の小胞に結合していることを見出した。この役割を明らかにするために、成長円錐の挙動に童要な役割を果たすCa^<2+>存在下で、ミオシンVに結合する分子を同定し、生化学的に解析した。この分子はシンタキシンという膜融合の中核的分子であり、結合には静止時よりもごくわずかなカルシウム濃度が必要であった。この分子間相互作用を可視化するために、分担者の牛木と原子間力顕微鏡による観察を行った。その結果、この分子間相互作用はミオシンVのneck domainという部分で起こっていることが明らかとなった。この部分はミオシン類のアクチンとの相互作用を調節する部位であるが、カルモジュリン及びこれと類縁のミオシン軽鎖以外、結合蛋白質は見出されておらず、本結合の発見がきわめて重要な意義を持つものと考えられる。さらにこの結合はダイマー構造をとっているミオシンVの1分子あたり、1分子のシンタキシンが結合するという結合の化学量論を決定することに成功した。またこの結合は、ミオシンVとアクチンの結合は阻害せず、独立に結合することを証明した。開口放出との関連性を追究し、この結合に関与する蛋白質複合体を現在、検討中である。さらにこの部位における蛋白質相互作用を網羅的に進めるため、分担者の桑野と共同で成長円錐のマイクロダイセクションを検討し、成長円錐蛋白質の構造決定を進行中である。

主要研究人员正在继续研究生长锥中囊泡的运动，发现肌球蛋白 V（一种参与各种囊泡局部运输的运动分子）与生长锥中的囊泡结合。为了阐明这一作用，我们鉴定并生化分析了在 Ca^<2+> 存在下与肌球蛋白 V 结合的分子，Ca^<2+> 在生长锥行为中起着重要作用。这种分子是突触融合蛋白，是膜融合中的核心分子，其结合所需的钙浓度比静止时低得多。为了可视化这种分子间相互作用，合著者 Ushiki 和我使用原子力显微镜进行了观察。结果表明，这种分子间相互作用发生在肌球蛋白 V 的颈部区域。该区域是调节肌球蛋白与肌动蛋白相互作用的位点，但除了钙调蛋白和相关肌球蛋白轻链外，尚未发现任何结合蛋白，这种结合的发现被认为具有极其重要的意义。此外，他们成功地确定了这种结合的化学计量，其中一个突触蛋白分子与一个具有二聚结构的肌球蛋白 V 分子结合。我们还证明这种结合不会抑制肌球蛋白 V 和肌动蛋白之间的结合，而是它们独立结合。我们目前正在研究胞吐作用和参与这种结合的蛋白质复合物之间的关系。此外，为了全面研究该位点的蛋白质相互作用，我们正在与我的合作者 Kuwano 合作进行生长锥的显微解剖，目前正在确定生长锥蛋白质的结构。

项目成果

五十嵐 道弘: "開口放出関連蛋白質の軸策伸長制御"脳の科学. 24. 1157-1161 (2002)

Michihiro Igarashi：“胞吐作用相关蛋白控制轴突伸长”《脑科学》24. 1157-1161 (2002)。

五十嵐 道弘: "神経系における新しいCa^<2+>依存性蛋白質間相互作用"新潟医学会雑誌. 299-305 (2002)

Michihiro Igarashi：“神经系统中新的Ca^2+依赖性蛋白质-蛋白质相互作用”新泻医学会杂志299-305(2002)。

Ohyama A, et al.: "Regulation of exocytosis through Ca/ATP-dependent binding of autophosphorylated CaMKII to syntaxin 1A"J Neurosci. 22. 3342-3351 (2002)

Ohyama A 等人：“通过自磷酸化 CaMKII 与突触蛋白 1A 的 Ca/ATP 依赖性结合来调节胞吐作用”J Neurosci。