シナプス開口放出を担うシンタキシン1A、1B分子の機能の違いとその原因の探索

负责突触胞吐作用的突触融合蛋白1A和1B分子的功能差异及原因探讨

• 批准号: 11J40157
• 负责人: 渡邊 裕美
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J40157/
• 关键词: シンタキシン1; CaMKII; 前シナプス可塑性; コンプレキシン; SNARE複合体

申請者の所属する研究室で、神経組織においてシナプス開口放出を担うSNARE複合体の一員であるシンタキシン1AがCaMKIIとCa^<2+>依存的に結合することを見出した。この結合の生理的意義を明らかにする目的で、本研究課題ではシンタキシン1Aと自己リン酸化CaMKIIとの結合を阻害する変異(R151G)を導入した変異シンタキシン1A (R151G) KIマウスの解析を行った。本マウスではシナプス開口放出やエンドサイトーシスなどに関連する蛋白質の発現量や、SDS-resistant complexの量に変化はなく、また、海馬スライスにおける基本的な神経伝達は保たれていた。一方で、KIマウスでは、SNARE複合体に結合し開口放出の細胞内Ca^<2+>濃度上昇との同期性を高める分子であるcomplexinと、SNARE複合体との結合が低下していた。さらに、電気生理学解析によりKIマウスは基礎的な神経活動に異常は見られないが、持続刺激を与えた際に野生型と異なる短期可塑性を示すことが明らかとなった。CaMKIIは後シナプスにおける長期シナプス可塑性を制御することがよく知られているが、本研究で示されるような前シナプス可塑性への関与については殆ど明らかとなっていなかった。我々の結果は神経活動に伴い高度に自己リン酸化したCaMKIIがSNRE複合体の一員であるシンタキシン1Aと結合することで前シナプス可塑性を抑制的に制御していることを明らかにした。コンプレキシンはSNARE複合体に結合して開口放出を制御する蛋白質であり、その機能として、開口放出に対し抑制/促進の二面性を持つという特徴がある。しかし、第一義的には抑制的に働くことから、自己リン酸化CaMKIIとシンタキシン1Aの結合はSNARE複合体とコンプレキシンの結合を強める方向に働くことで、前シナプス可塑性を制御していると考えられる。

Applicants の belongs す る laboratory で, god 経 に お い て シ ナ プ ス opening release を bear う c2-style complex one の で あ る シ ン タ キ シ ン 1 a が CaMKII と Ca ^ 2 + > < dependent に combination of す る こ と を shows し た. こ の combining の physiological significance を Ming ら か に す で る purpose, this research topic で は シ ン タ キ シ ン 1 a と himself リ ン acidification CaMKII と の combining を resistance against す る - vision (R151G) を import し た - different シ ン タ キ シ ン 1 a (R151G) KI マ ウ ス の parsing line を っ た. This マ ウ ス で は シ ナ プ ス opening out や エ ン ド サ イ ト ー シ ス な ど に masato even す る protein の 発 now や, SDS - resistant complex の quantity に variations change は な く, ま た, haima ス ラ イ ス に お け る basic な god 経 伝 da は bartender た れ て い た. Side で, KI マ ウ ス で は and c2-style complex に し opening release の intracellular Ca ^ > < 2 + concentration rising と の synchronism を high め る molecular で あ る complexin と and c2-style complex と の combined with low が し て い た. さ ら に, electricity 気 physiology parsing に よ り KI マ ウ ス は based な 経 activity に abnormal は god see ら れ な い が, 続 stimulus を and え た interstate に wild-type と different な る short-term plasticity を shown す こ と が Ming ら か と な っ た. After CaMKII は シ ナ プ ス に お け る long-term シ ナ プ ス plasticity を suppression す る こ と が よ く know ら れ て い る が, this study で さ れ る よ う な before シ ナ プ ス plasticity へ の masato and に つ い て は perilous ど Ming ら か と な っ て い な か っ た. I 々 の results は に 経 activities with い highly に god himself リ ン acidification し た CaMKII が SNRE complex one の で あ る シ ン タ キ シ ン 1 a と combining す る こ と で before シ ナ プ ス plasticity を inhibition of に suppression し て い る こ と を Ming ら か に し た. コ ン プ レ キ シ ン は c2-style complex に combining し て opening release を suppression す る protein で あ り, そ の function と し て, opening out に し seaborne two facets/promote の を hold つ と い う, 徴 が あ る. し か し, the first meaning of に は inhibition of に 働 く こ と か ら, リ ン acidification CaMKII と シ ン タ キ シ ン 1 a の combining は c2-style complex と コ ン プ レ キ シ ン の combined with strong を め る direction に 働 く こ と で, former シ ナ プ ス plasticity を suppression し て い る と exam え ら れ る.

项目成果

変異シンタキシン1A-KIマウス神経細胞における開口放出異常の分子基盤の解析

突变突触蛋白1A-KI小鼠神经元胞吐缺陷的分子基础分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡邊裕美;片山憲和;武内恒成;崎村建司;真鍋俊也;五十嵐道弘;渡邊裕美;渡邊裕美;渡邊裕美
• 通讯作者: 渡邊裕美

シンタキシンIA-コンブレキシン結合はシンタキシンのR151G変異により減少するが、CaMKII阻害剤KN93による影響は受けない

突触融合蛋白 IA-combrexin 结合因突触融合蛋白 R151G 突变而减少，但不受 CaMKII 抑制剂 KN93 的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 渡邊裕美;片山憲和;武内恒成;崎村建司;真鍋俊也;五十嵐道弘;渡邊裕美;渡邊裕美
• 通讯作者: 渡邊裕美

Presynaptic Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) regulates short-term plasticity through the interaction with syntaxin-1A

突触前 Ca2/钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II (CaMKII) 通过与 Syntaxin-1A 相互作用调节短期可塑性

• 作者: Watanabe;Y.;Katayama;N.;Takeuchi;K.;Sakimura;K.;Manabe;T. and Igarashi;M.
• 通讯作者: M.

Synaptic vesicle exocytosis regulated by Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) ; analysis of syntaxin-1A (R151G) mutant

Ca2 /钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II (CaMKII) 调节突触小泡胞吐作用；

• 发表时间: 2013
• 作者: 佐藤駿平;渡邊裕美;武内恒成;五十嵐道弘
• 通讯作者: 五十嵐道弘

シンタキシン1A(R151G)KIマウスにおけるSNARE複合体構成の変化

Syntaxin 1A (R151G)KI 小鼠 SNARE 复合物组成的变化

• 发表时间: 2012
• 作者: 渡邊裕美;武内恒成;崎村建司;五十嵐道弘
• 通讯作者: 五十嵐道弘