新規膜挿入型CaMキナーゼCLICK-III/CaMKIγの神経機能解析

新型膜插入 CaM 激酶 CLICK-III/CaMKIγ 的神经功能分析

• 批准号: 16790162
• 负责人: 竹本 さやか
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16790162/
• 关键词: CLICK-III; CaMKIγ; CaMK; プレニル化; パルミトイル化; CaMキナーゼ; 脂質修飾; ラフト

本研究は、CaMKIファミリーに属する神経細胞特異的なCaMキナーゼ、CLICK-III/CaMKIγの、神経機能解明ならびにその分子機構の理解を目的とする。研究代表者は、前年度に本酵素がプレニル化ならびにパルミトイル化という複数の脂質修飾を受け膜アンカーされることを見出していたため、平成17年度は引き続き脂質修飾の制御ならびに生物学的意義についての研究を進めた。まず、2種類の脂質修飾であるプレニル化とパルミトイル化が互いに影響するか、各脂質修飾欠失変異体を用いて検討した。その結果、パルミトイル化を受けるためにはプレニル化を必要とする一方、パルミトイル化の有無によりプレニル化は影響されないことが分かり、細胞内において本酵素は、プレニル化、パルミトイル化を順序立って受けていることが示唆された。また、近年同定されたパルミトイル化酵素のうち、CLICK-IIIを基質とする候補分子を同定した。次に、CLICK-IIIの細胞生物学的機能について神経突起伸展のモデル細胞であるPC-12細胞を用いて検討した。CLICK-IIIを発現しないPC-12細胞にCLICK-IIIを発現させると、脱分極刺激によって誘導される突起伸展を促進することが分かった。更にこの作用は、脂質修飾欠失変異体においては減弱しており、脂質修飾が機能発現において重要な役割を果たすことが示唆された。以上の研究成果は、今年度開催された、第78回日本生化学会(生化学77,987:3P702))、米国神経科学会(Soc.Neurosci.Abstr.31:496.9)にて発表した。

本研究旨在阐明属于CaMKI家族的神经元特异性CaM激酶CLICK-III/CaMKIγ的神经元功能，并了解其分子机制。主要研究人员在前一年发现这种酶经历了多种脂质修饰，例如异戊二烯化和棕榈酰化，并成为膜锚定的，因此在2005年，他继续研究脂质修饰的调控及其生物学意义。首先，我们使用每种脂质修饰缺失突变体研究了两种类型的脂质修饰（异戊二烯化和棕榈酰化）是否相互影响。结果发现，虽然棕榈酰化需要异戊烯化，但异戊烯化不受棕榈酰化的有无影响，提示该酶在细胞内有序地进行异戊烯化和棕榈酰化。此外，在最近鉴定的棕榈酰化酶中，我们鉴定了一种使用 CLICK-III 作为底物的候选分子。接下来，我们使用 PC-12 细胞（神经突延伸的模型细胞）研究了 CLICK-III 的细胞生物学功能。我们发现在不表达 CLICK-III 的 PC-12 细胞中表达 CLICK-III 促进了去极化刺激诱导的过程延伸。此外，这种效应在脂质修饰缺陷突变体中减弱，表明脂质修饰在功能表达中发挥重要作用。上述研究成果在今年召开的日本生化学会（Biochemistry 77,987:3P702）和美国神经病学学会（Soc.Neurosci.Abstr.31:496.9）第78届年会上发表。

项目成果

Essential contribution of the ligand-binding beta B/beta C loop of PDZ1 and PDZ2 in the regulation of postsynaptic clustering, scaffolding, and localization of postsynaptic density-95

PDZ1 和 PDZ2 的配体结合 β B/β C 环在突触后聚类、支架和突触后密度定位的调节中的重要贡献-95

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Neuroscience 26巻・3号
• 作者: Nonaka M et al.

Activity-dependent gene regulation : How do synapses talk to the nucleus and fine-tune neuronal outputs?

活动依赖性基因调控：突触如何与细胞核对话并微调神经元输出？

• 发表时间: 2006
• 期刊: Molecular Pain (In press)
• 作者: Nonaka M et al.;Shin Takasawa;Bito H et al.
• 通讯作者: Bito H et al.

シナプス活動による遺伝子発現制御

突触活动控制基因表达

• 发表时间: 2004
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 49
• 作者: 奥野浩行;竹本-木村さやか;大前彰吾;岡村理子;石原奈津実;尾藤晴彦
• 通讯作者: 尾藤晴彦