シナプス後肥厚のカルモデュリン依存性プロテインキナーゼによるシナプス伝達の調節

突触后增厚过程中钙调蛋白依赖性蛋白激酶对突触传递的调节

• 批准号: 08270231
• 负责人: 山内 卓
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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-08270231/
• 关键词: PSD(postsynaptic density); Ca^<2+>; PSD-CaM kinase II complex; translocation; protein kinase; calmodulin; protein phosphorylation

PSDはシナプス伝達の中心となる部位であり、伝達物質受容体刺激以降の細胞内の情報伝達に関与する多くの分子が存在している。本研究では、PSDの主要構成タンパク質であるCa^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(キナーゼII)の活性調節とキナーゼIIによってリン酸化され機能調節されるタンパク質を中心に解析し、受容体刺激以降の細胞内情報伝達の仕組と調節の分子メカニズムを解明し、脳の高次機能の基礎過程を分子レベルで理解することを目的とする。これまでの研究で、PSDキナーゼIIの活性化について、不活性なPSDキナーゼIIが、自己リン酸化された場合にのみ、Ca^<2+>プロテアーゼであるカルパインによって5-10倍活性化されることが明らかになった。さらに、細胞質のキナーゼIIがリン酸化に依存してPSDに可逆的にトランスロケーションすることが明らかとなった。すなわち、細胞質キナーゼIIをCa^<2+>/カルモデュリン存在下に自己リン酸化しPSDと反応させたのち、遠心分離を行うと、細胞質キナーゼIIがPSDとともに沈殿し、PSD-キナーゼII複合体を形成することが明らかとなった。PSD-キナーゼII複合体はCa^<2+>非依存性活性をもち、Ca^<2+>が存在しない状態でPSDの多くのタンパク質をリン酸化することがわかった。また、プロテインフォスファターゼにより複合体のキナーゼIIが脱リン酸化されると、キナーゼIIは再び細胞質に戻ることが明らかとなった。このことは神経刺激により細胞内のCa^<2+>が上昇すると、細胞質のキナーゼIIがCa^<2+>非依存性活性を獲得すると同時にPSDに移行し、PSDの機能タンパク質をリン酸化することにより、Ca^<2+>シグナルの持続時間及び神経伝達効率が調節されることを示している。今後、PSDキナーゼIIの基質の同定とそれらのcDNAクローニングを行い、シナプス形成や可塑性に関与するタンパク質のリン酸化による機能変化を解析し、長期増強などの分子メカニズムを明らかにする。

PSD contains many molecules that are involved in the transmission of information in cells stimulated by a substance. In this study, the main components of PSD are Ca^<2+>/Ca^<2+>, Ca ^<2 +>, Ca ^The basic process of higher-order functions is understood by molecular methods. This study was conducted on the activation of PSD II, inactivation of PSD II, and self-acidification of Ca^<2+>. In addition, it is now clear that the acidification of cytosolic Kaina-II is dependent on the reversible development of PSD. In the presence of Ca^<2+>/Ca2 +/Ca2 +/Ca2 + PSD-2 complex Ca^<2+>-independent activity, Ca^<2+> The complex is composed of two parts: one part is composed of two parts: one part This is a response to neurostimulation, which increases intracellular Ca^<2+>, increases cytoplasmic Ca^<2 +>-independent activity, and simultaneously regulates PSD migration, PSD function, and acidification, Ca^<2+>-cycle duration, and neurotransmission efficiency. In the future, PSD II matrix identity and molecular structure analysis, long-term enhancement, molecular structure analysis, molecular structure analysis, molecular structure analysis.

项目成果

Nishioka,N.,et al.: "Gene of rat Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II α isoform its cloning and whole structure" FEBS Lett.396. 333-336 (1996)

Nishioka，N.等人：“大鼠Ca 2+ /钙调蛋白依赖性蛋白激酶II α亚型的基因及其克隆和整体结构”FEBS Lett.333-336(1996)。

Yosimura,Y.,et al.: "Purification and characterization of active fragment of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II from the post-synaptic density in the rat forebrain" J.Biochem.119. 268-273 (1996)

Yosimura,Y.,et al.：“来自大鼠前脑突触后密度的Ca 2+ /钙调蛋白依赖性蛋白激酶II的活性片段的纯化和表征”J.Biochem.119。