シナプス後肥厚部(PSD)特異蛋白質の検索と機能解析

突触后增厚区 (PSD) 特异性蛋白的搜索和功能分析

• 批准号: 13041035
• 负责人: 祖父江 憲治
• 金额: $ 4.61万
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13041035/
• 关键词: シナプス後肥厚部; PSD-Zip45; Homer; ロイシンジッパー; 海馬ニューロン; 代謝性グルタミン酸受容体; EVH1ドメイン; PSD-95; シナプス後肥厚部(PSD)

PSDはシナプス後部を形成する単なる構造物としてではなく、近年LTPに関連したダイナミックな形態と機能変化を示す機能的細胞構造として注目を集めている。本研究は、PSDのダイナミックにして特徴的形態を形成する物質根拠とそのメカニズムを追究するべく、PSD特異的モノクローナル抗体を用いたPSD構成蛋白質の検索とその機能解析を目的とし、本年度は以下PSD-Zip45の機能解析とPSD-Zip70のクローニングおよび機能解析を行った。(1)PSD-Zip45の機能解析N末側にEVH1ドメイン、C末側に特有のロイシンジッパー・モチーフを有するscaffolding蛋白質で、EVH1ドメインはI型代謝性グルタミン酸受容体(mGluR1およびmGluR5)と結合し、ロイシンジッパー・モチーフは強力な自己多量体形成能を示す。シナプスへのPSD-Zip45ターゲッティング機構を、海馬培養ニューロンにPSD-Zip45プラスミドをマイクロインジェクションすることにより検討し、PSD-Zip45のシナプスへのターゲティングはEVH1ドメインとC末端側のロイシンジッパーモチーフが必須であることを見い出した。同時に、PSD-Zip45のEVH1変異あるいはロイシンジッパー欠損蛋白質の海馬ニューロンへの大量発現により、Shankのシナプスターゲティングは阻害されるがPSD-95,GKAPは影響を受けないことから、シナプス後部でPSD-Zip45/Shank系とPSD-95/GKAP系のコンパートメントが存在し、PSD-Zip45/Shank系はPSD-Zip45によりアクチン細胞骨格と関連することを明らかにした。また、PSD-Zip45のトランスジェニックマウスを作製し、このマウス海馬ニューロンを用いてPSD-Zip45のシナプスにおけるダイナミクスを明らかにした。(2)PSD-Zip70の機能解析N末側にミリスチン化と塩基性アミノ酸クラスターを、C末側にロイシンジッパー・モチーフを有する蛋白質で、dendritic spineに局在する。N末側のミリスチン化と塩基性アミノ酸クラスターは細胞膜への結合とraft構造へのターゲッティングに重要であること、さらにラット大脳シナプトソームの詳細な分画法により、PSD-Zip70はPSDとdendritic raftに局在する蛋白質であることを明らかにした。

The structure of PSD is related to the morphology and function of LTP. This study is aimed at investigating the morphological characteristics of PSD and the functional analysis of PSD constituent proteins. The following functional analysis of PSD Zip 45 and functional analysis of PSD Zip 70 are carried out this year. (1) Functional analysis of PSD-Zip45: EVH1 and EVH1 are unique scaffolds on the N and C terminal sides, respectively. EVH1 and EVH1 are unique scaffolds on the N and C terminal sides, respectively. Based on the discussion of the PSD-Zip45 connector mechanism for the connector and the PSD-Zip45 connector for the Haima training station, it is clear that the connector for the PSD-Zip45 connector is a must for the EVH1 connector and the connector on the end side of the C. At the same time, PSD-Zip 45 and EVH1 are different from each other in terms of the large amount of protein in hippocampus, Shank and PSD-95, GKAP. PSD-Zip45/Shank is the first time that PSD-Zip45 has been linked to cell culture. The PSD-Zip45's special features include the following: (2) Functional analysis of PSD-Zip70: protein and dendritic spines are present at the N terminal and C terminal, respectively. PSD-Zip70 is the most important component of PSD and dendritic graft.

项目成果

Nishida W. et al.: "The triad of serum response factor and GATA and NK families governs transcription of smooth and cardiac muscle genes"J.Biol.Chem.. 277. 7308-7317 (2002)

Nishida W.等人：“血清反应因子以及GATA和NK家族的三联体控制平滑肌和心肌基因的转录”J.Biol.Chem.. 277. 7308-7317 (2002)

Irie K.et al.: "Crystal structure of conserved region of the Homer 1 family"J.Mol.Biol.. (in press). (2002)

Irie K. 等人：“Homer 1 家族保守区域的晶体结构”J.Mol.Biol..（出版中）。

Ebihara T.et al.: "Synchronized formation and remodeling of postsynaptic densities : long-term visualizaton of hippocampal neurons expressing postsynaptic density proteins tagged with GFP"J.Neurosci.. (in press). (2003)

Ebihara T.等人：“突触后密度的同步形成和重塑：表达用 GFP 标记的突触后密度蛋白的海马神经元的长期可视化”J.Neurosci..（出版中）。

Usui S.et al.: "Functional and regional compartmentation of PSD proteins, PSD-Zip45 (Homer 1c), Shank, PSD-95 and GKAP, in dendritic spines"J.Biol.Chem.. (in press). (2003)

Usui S.et al.：“树突棘中 PSD 蛋白、PSD-Zip45 (Homer 1c)、Shank、PSD-95 和 GKAP 的功能和区域划分”J.Biol.Chem..（出版中）。

Konno D.et al.: "The postsynaptic density and dendritic raft localization of PSD-Zip7O, which contains an N-myristoylation sequence and leucine-zipperr motifs"J.Cell Sci.. 115. 4695-4706 (2002)

Konno D.等人：“PSD-Zip7O 的突触后密度和树突筏定位，其中包含 N-肉豆蔻酰化序列和亮氨酸拉链基序”J.Cell Sci.. 115. 4695-4706 (2002)