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。

PSD最近引起了人们的注意，不仅是形成后突触区域的结构，而且是表现出与LTP相关的动态形态和功能变化的功能性细胞结构。这项研究旨在使用PSD特异性的单克隆抗体及其功能分析来搜索PSD-概解蛋白，以探索构成PSD的动态和独特形态的物质基础和机制，在今年，我们进行了PSD-ZIP45和PSD-ZIP70的功能分析。 （1）PSD-ZIP45的功能分析这是一种脚手架蛋白，在N端上具有EVH1结构域，而C-terminus独有的亮氨酸拉链基序。 EVH1结构域与I型代谢谷氨酸受体（MGLUR1和MGLUR5）结合，而亮氨酸拉链基序具有强大的自我培养剂形成能力。通过将PSD-ZIP45质粒显微注射到海马培养神经元中，研究了PSD-ZIP45靶向突触的机理，并发现将PSD-ZIP45的靶向靶向突触，需要EVH1结构域和C-terminal Leucine leucine Zipper矩阵。同时，海马神经元中PSD-ZIP45的EVH1突变或亮氨酸拉链缺乏蛋白的大表达抑制了柄的突触恒星，但PSD-95和GKAP不受影响，因此没有影响PSD-ZIP45/PSD-95/SAMP-95/SAMP-95/SAMPD-95/SAMPD-95/SAMPD-955/sampd-955/gkap。 PSD-ZIP45/柄系统与PSD-ZIP45与肌动蛋白细胞骨架有关。此外，制备了带有PSD-ZIP45的转基因小鼠，并使用这些小鼠海马神经元揭示了PSD-ZIP45的突触动力学。 （2）PSD-ZIP70近距离化和碱性氨基酸簇的功能分析位于N末端蛋白中的树突状脊柱上，并在C-末端具有亮氨酸拉链基序。 N末端肉霉固定和碱性氨基酸簇对于与细胞膜结合和靶向筏结构很重要，并且通过大鼠脑突触体的详细分馏，我们揭示了PSD-ZIP70是一种局部局部在PSD和树枝状筏上的蛋白质。

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）。

Konno D. et al.: "Isolation and characterization of postsynaptic density-enrichedeucine-zipper-containing protein (PSD-Zip7O)"J.Biol.Chem.. (in press). (2002)

Konno D. 等人：“突触后密度富集的亮氨酸拉链蛋白 (PSD-Zip7O) 的分离和表征”J.Biol.Chem..（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）。

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)