エンドサイトーシス機構の分子進化学的解析

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神経終末からの神経伝達物質の放出は、神経伝達物質の貯蔵器官であるシナプス小胞と形質膜の膜融合(エキソサイトーシス)によって行われる。その後、シナプス小胞膜の構成成分は、エンドサイトーシスによって神経終末に取り込まれ、新たにできた小胞内に神経伝達物質が再充填されることで、次のエキソサイトーシスに備える。これらのシナプス小胞再利用過程は、様々タンパク質固有の機能や、それらの相互作用によって達成されていることが分かってきた。一方、これらのタンパク質は、生物進化の過程で他種類のアイソフォームを獲得してきたが、分子種の多様性とシナプス機能の多様性の相関は殆どわかっていない。本研究計画では、グルタミン酸再充填に関わる小胞型グルタミン酸トランスポーターとVGLUT1に結合するエンドサイトーシス関連タンパク質であるエンドフィリンに着目し、ハエから哺乳類への進化過程で多様化したアイソフォームの機能の差異を検討した。昨年度は、哺乳類の3つのエンドフィリンの内、エンドフィリン2のみがCa^<2+>依存的に構造変化を起こし、VGLUT1を含む他の相互作用タンパク質との結合能が消失することを見いだした。本年度は、このエンドフィリン2特異的なCa^<2+>感受性の生理学的意義の解明を目指し、エンドフィリン野生型とCa^<2+>非結合型変異体の動態を可視化する実験を試みたが、現段階では、Ca^<2+>依存的な形質変化は見いだせなかった。VGLUTについては、ラットVGLUT1とハエVGLUT(DVGLUT)を用いて、輸送の塩素イオン依存性を調べた所、ラットでは高濃度の小胞内塩素イオン存在時に見られた膜電位差依存的な輸送が、DVGLUTでは見られなかった(未発表)。