シナプス小胞に存在するATPaseの開口分泌における役割

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最近、RothmanらによってN-エチルマレイミド感受性因子(NSF)がシナプス小胞の開口分泌に関与する可能性が示された。NSFはsoluble NSF attachment proteins(SNAPs)、SNAP receptor(SNARE)と複合体を形成して膜に結合している。NSFは2箇所の相同なヌクレオチド結合部位を持つATPaseであるが、膜に結合したNSF複合体をMg^<2+>-ATPとインキュベートすると複合体が分解してNSFは膜から遊離する。Rothmanたちの説は、カルシウムのinfluxの後にシナプス小胞と細胞膜のドッキング部分にNSFとSNAPが結合して膜融合を引き起こすというものであるが、私達はカルシウムのinfluxなしにNSFがシナプス小胞に結合していること見いだした(Hong et al.(1994)FEBS Lett.350,253-257)。シナプス小胞に結合しているNSFはゴルジ膜に結合しているものと異なり、Mg^<2+>-ATP処理では膜から遊離しなかった。そこで、副腎髄質由来のPC12細胞をジギトニン処理して細胞膜に穴をあけたセミインタクト細胞を調製し、この細胞を用いてNSFの膜への結合様式を調べた。その結果、SNAPが多量に存在するとMg^<2+>-ATPが存在してもNSFはゴルジ膜から遊離しないことを見いだした。しかしながら、PC12細胞のシナプス小胞のNSFはSNAPが存在しなくてもMg^<2+>-ATPによって膜から遊離せず、NSFのシナプス小胞への結合様式についてはさらに研究が必要であると考えられた。NSFの2箇所の相同なヌクレオチド結合部位の役割を調べるために、部位特異的変異導入胞を用いてヌクレオチド結合のコンセンサス配列中のリジン残基をメチオニンとグルタミンに変換した。変異NSFの解析の結果、両方のヌクレオチド結合部位とも小胞輸送活性とATPase活性に重要な役割をしていることがわかった(Sumida et al.(1994)J.Biol.Chem.269,20636-20641)。