神経伝達物質の放出機構における低分子量G蛋白質の作用機構とその病態

低分子量G蛋白在神经递质释放机制及其病理中的作用机制

基本信息

批准号：
05770105
负责人：
白瀧博通
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05770105/
关键词：
低分子量G蛋白質 Rab3A Rabphilin-3A シナプス神経伝達物質

项目摘要

私共の研究室では低分子量G蛋白質Rab3Aを発見し、その機能と活性化機構について解析を続けている。この低分子量G蛋白質はシナプス小胞に大量に存在しており、シナプスにおける神経伝達物質の放出に関与している可能性が強い。私共の研究室では、Rab3Aの標的蛋白質としてRabphilin-3Aを同定しているが、まず、本年度の研究でこの標的蛋白質を精製し、その一次構造を決定した。Rabphilin-3Aはシナプス小胞に局在していた。分化後のPC12細胞(ラット褐色細胞腫細胞)では、Rabphilin-3AとRab3Aが両方存在している神経様突起でのみカテコールアミンの分泌反応が起こった。Rabphilin-3AとRab3Aが存在しない神経様突起ではカテコールアミンの分泌反応は起こらなかった。このことから、Rabphilin-3AはRab3Aの標的蛋白質として、Rab3Aと共に神経伝達物質の放出反応を制御している可能性が強い。次に、Rabphilin-3Aには、N末端側にRab3Aと特異的に結合する領域と、C末端側にCa^<2+>とセリンリン脂質を結合する、機能的に異なった2つの領域が存在することを明らかにした。このことから、Rabphilin-3Aは神経終末においてシナプトタグミン同様Ca^<2+>センサーとして機能している可能性が強い。さらに、Rabphilin-3Aが、Rab3Aの内在性GTPase活性を弱く促進するとともに、Rab3AのGTPase活性促進蛋白質(Rab3A GAP)の活性を強く抑制することを明らかにした。このことから、Rabphilin-3AはRab3Aがその機能を遂行するまでRab3Aを活性型に保持していると考えられる。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完全に達成することができた。

我们的实验室发现了低分子量G蛋白Rab3a，并继续分析其功能和激活机制。这种低分子量G蛋白在突触囊泡中大量存在，并且很可能与突触处的神经递质释放有关。我们的实验室已将Rabphilin-3a鉴定为Rab3a的靶蛋白，首先，该靶蛋白在今年的研究中被纯化，并确定了其主要结构。 Rabphilin-3a局部用于突触囊泡。在分化后PC12细胞（大鼠嗜铬细胞瘤细胞）后，儿茶酚胺分泌反应仅在存在rabphilin-3a和Rab3a的神经样过程中发生。儿茶酚胺分泌反应在不存在于Rabphilin-3a和Rab3a中的神经样过程中没有发生。因此，Rabphilin-3a很有可能与Rab3a一起作为RAB3A的靶蛋白来调节神经递质的释放响应。接下来，我们揭示了rabphilin-3a具有两个功能上不同的区域，这些区域特异性与N端上的Rab3a结合，并且两个结合Ca^<2+>和丝氨酸磷脂在C末端上的区域。这表明Rabphilin-3a像SynaptoTagmin一样，在神经末端充当Ca^<2+>传感器。此外，揭示了Rabphilin-3a弱促进Rab3a的内源性GTPase活性，并强烈抑制Rab3a的GTPase活性启动子蛋白（RAB3A GAP）的活性。这表明Rabphilin-3a以其活性形式保留Rab3a，直到Rab3a执行其功能。因此，本研究的进展超出了预期，其最初目标几乎完全实现了。