神経伝達物質放出の同期性を担うシナプトタグミン1とSNARE複合体の結合の役割

突触结合蛋白 1 和 SNARE 复合物结合在神经递质释放同步中的作用

• 批准号: 18800027
• 负责人: 西木 禎一
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18800027/
• 关键词: シナプス伝達; 神経伝達物質; カルシウムイオン; シナプトタグミン; シンタキシン; 神経伝達物質放出; SNARE

シナプス小胞の開口放出は、カルシウムセンサーの最有力候補シナプトタグミン1と、膜融合装置SNAREによって引き起こされると考えられているが、「どのようにしてシナプトタグミン1がSNAREによる膜融合を引き起こすのか」は不明である。シナプトタグミン1とSNAREの一つであるシンタキシン1の結合の生理的意義を明らかにする目的で、本年度は両者の結合の生化学的性状を調べシンタキシン1のシナプトタグミン1結合部位を同定し、その部位の変異が伝達物質放出に及ぼす影響を検討した。ラット脳から可溶化したタンパク質を免疫沈降したところ、シナプトタグミン1とSNAREとの結合が観察され、その結合量はカルシウムイオン(Ca^<2+>)の有無で差がなかった。組替えタンパク質同士での結合実験においても、脳から可溶化した場合と同様にCa^<2+>非依存性の結合が観察された。これらの結果は、Ca^<2+>流入前の神経終末においてシナプトタグミン1がSNAREに直接結合する可能性を示しており、我々の仮説を支持する。次に、シナプトタグミン1との結合に関わるシンタキシン1の領域を明らかにするために、カルボキシル末端に点在するグルタミン酸(E)あるいはアスパラギン酸(D)に着目し、それぞれをグルタミン(Q)あるいはアスパラギン(N)に置換した。E224Q/E228Qの二重変異を導入したシンタキシン1ではシナプトタグミン1への結合が消失した。このことから、シナプトタグミン1への結合にはシンタキシン1の224番目と228番目のグルタミン酸が重要であることが明らかとなった。E224Q/E228Q変異シンタキシン1を初代培養神経細胞に発現させ、神経伝達物質放出に対する影響を電気生理学的に解析した。

突触囊泡的释放被认为是由钙传感器最有可能的候选者和膜融合装置圈圈释放引起的，但目前尚不清楚突触ov剂1如何导致SNARE引起膜融合。为了阐明突触毒素1和索法蛋白1之间结合的生理意义，这是一种贪食素，今年我们研究了两者之间结合的生化特性，并确定了Synttaxin 1的突触量抗蛋白1的结合位点，并检查了突变在该位点释放的突变效应的变速器。当从大鼠的大脑中免疫沉淀溶性蛋白时，观察到突触量1和网罗之间的结合，并且根据钙离子的存在或不存在（Ca^<2+>），结合量也没有差异。在重组蛋白之间的结合实验中，观察到Ca^<2+> - 独立结合，与大脑溶解时相似。这些结果表明，突触量1在Ca^<2+>涌入之前直接与神经末端的圈圈结合的可能性，支持我们的假设。接下来，为了澄清与突触蛋白1结合的义变1的区域，分别替代了分别替代与羧基末端的谷氨酸（E）或天冬氨酸（D）的区域，分别替代了散布在羧基末端的谷氨酸（e）或谷氨酰胺（Q）或天冬氨氨酸（q）或天冬氨胺（n）。在语法1中丢失了与突触毒素1的结合，这引入了E224Q/E228Q的双突变。这表明，语法1的位置224和228处的谷氨酸对于与突触蛋白1结合至关重要。在初级培养的神经元中表达了E224Q/E2228Q突变型语法1，并且对神经植物释放的效果是电学生物学分析的。

项目成果

Ca^<2+>-binding to synaptotagmin I regulates spontaneous neurotransmitter release

Ca^<2>-与突触结合蛋白 I 结合调节自发神经递质释放

• 发表时间: 2008
• 作者: K.Kashibuchi;T.Taleb;A.Jamalipour;Y.Nemoto;N.Kato;二村 智康;嶋田 光洋;嶋田 光洋;二村 智康;深田 宗一朗 等;池本 円 等;深田 宗一朗 等;鈴木 直輝 等;辻川 和丈 等;林 芳紀;David Isracli 等;林 芳紀;深田 宗一朗 等;Tei-ichi Nishiki
• 通讯作者: Tei-ichi Nishiki