シナプスにおける新しいCa^<2+>センサーの機能と作用機構

突触中新型Ca^<2+>传感器的功能和作用机制

基本信息

批准号：
08270241
负责人：
白瀧博通
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08270241/
关键词：
神経伝達物質 Rab3A Rabphilin-3A Doc2 Ca^<2+>センサー Rab GDI Rob3 GAP

项目摘要

私共の研究室では、C2領域を2個有する蛋白質としてRabphilin3とDoc2を見い出しており、Rabphilin3とDoc2が、シナプスにおいて新たなCa^<2+>センサーとして機能していることを明らかにしつつある。本研究で、私共は、Rabphilin3が少なくとも3つの異なる領域でシナプス小胞上の蛋白分子に結合してシナプス小胞に局在していることを明らかにした。さらに、Rabphilin3がα-アクチニンに結合し、α-アクチニンによるF-アクチンの重合を促進することを明らかにした。このことから、Rabphilin3が細胞骨格系をも介して神経伝達物質の放出反応を制御している可能性が高くなった。一方、Rabphiin3は、神経伝達物質の放出反応に関与している低分子量G蛋白質Rab3Aの標的蛋白質である。そこで、Rab3A-Rabphilin3系の作用機構を明らかにするために、本研究で、私共は、Rab3AのGTPase活性を促進する活性制御蛋白質Rab3 GAPをラット大脳より精製してその一次構造を決定した。Rab3 GAPは、C末端に翻訳後脂質修飾を受けたRab3Aを含むRab3ファミリー全てに作用しが、その他のRabには作用しなかった。さらに、私共は、Rab3A-Rab GDI複合体に作用してRab3AをRab GDIから解離させる活性制御蛋白質Rab3A GDFをラットのシナプス小胞膜画分において同定し、種々のカラムクロマトグラムにて高度に精製した。Rab3A GDFは、熱処理およびトリプシン処理にて失活する蛋白分子であった。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完成に達成することができた。

在我们的实验室中，我们发现Rabphilin3和Doc2是具有两个C2区域的蛋白质，并且我们开始发现Rabphilin3和Doc2在突触中充当新的Ca^2+传感器。在这项研究中，我们发现 Rabphilin3 通过与至少三个不同区域的囊泡上的蛋白质分子结合而定位于突触囊泡。此外，我们发现 Rabphilin3 与 α-肌动蛋白结合并促进 α-肌动蛋白聚合 F-肌动蛋白。这提出了 Rabphilin3 还通过细胞骨架系统控制神经递质释放反应的可能性。另一方面，Rabphiin3 是 Rab3A 的靶蛋白，Rab3A 是一种参与神经递质释放反应的低分子量 G 蛋白。因此，为了阐明Rab3A-Rabphilin3系统的作用机制，本研究从大鼠脑中纯化了一种促进Rab3A GTPase活性的活性调节蛋白Rab3 GAP，并确定了其一级结构。 Rab3 GAP 作用于整个 Rab3 家族，包括在 C 末端具有翻译后脂质修饰的 Rab3A，但不作用于其他 Rab。此外，我们在大鼠突触小泡膜组分中鉴定出了 Rab3A GDF，这是一种活性调节蛋白，作用于 Rab3A-Rab GDI 复合物，将 Rab3A 从 Rab GDI 中分离出来，并且在各种纯化柱色谱中均高度观察到该蛋白。 Rab3A GDF 是一种通过热处理和胰蛋白酶处理失活的蛋白质分子。就这样，这项研究的进展超出了预期，几乎完全达到了最初的目的。