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神経細胞膜タンパク質NAP-22とアクチン制御タンパク質CapZとの相互作用,及びNAP-22オリゴマーの形成の解析

小田垣, 真一 オダガキ, シンイチ 神戸大学

2021.03.06

概要

細胞膜微小領域(microdomains; MDs)は,数多くのシグナル介在タンパク質が集積してい
ることより,シグナル伝達経路の機能素子と考えられている。本研究の研究対象となっているタ
ンパク質 NAP-22(Neuronal Acidic Protein of 22-kDa)は神経細胞 MDs の主要構成因子の一
つである。NAP-22 は,N 末端にミリストイル化修飾を受け,付加されたミリストイル基を介し
て膜に結合する。さらに,フォスファチジルセリン,フォスファチジルイノシトール(4,5)ビスリン酸といった複数の MDs 構成脂質と相互作用することから,神経 MDs を形成・再構築す
る上で重要な働きを担っていると考えられる。
NAP-22 の cDNA クローニングによるアミノ酸配列決定により,このタンパク質が既知のタ
ンパク質ドメイン構造やモチーフ構造に乏しく,いわゆる天然変性タンパク質(intrinsically
disordered protein; ID protein)とみなされることが明らかとなった。熱処理(100°C,5
分)に対する耐性や酸性条件下(2.5% 過塩素酸)での可溶性の保持はこの結論を支持してい
る。
また,NAP-22 ノックアウトマウスの多くが生後 3 週間程度で死亡すること,そして,それら
の個体は神経-筋シナプス構造の構築異常を示していたことが報告されている。この知見より,
NAP-22 は成長円錐や神経突起の伸長部において,アクチン重合の制御を担っている可能性が示
唆される。神経突起が標的と正確に連絡し接合することは,神経回路や神経筋接合部の形成にお
いて非常に重要であることから,NAP-22 の生体内での重要性をうかがわせる報告であると考え
られる。
一方,生化学的解析では,NAP-22 が,Ca2+依存的にカルモジュリン (CaM)と結合するこ
と,また PKC による NAP-22 のリン酸化がこの相互作用を阻害することが報告されている。こ
のタンパク質-タンパク質間相互作用にもミリストイル基が必須であることから,CaM との結合
は,NAP-22 の MDs からの可溶化を引き起こすことが予想され,実験的にも確認されている。
このような背景から,私は,NAP-22 単体の活性よりも,相互作用するタンパク質や脂質の解
析を行うことで,NAP-22 の生体内での機能を明らかにできる可能性が高いと判断した。そこで
NAP-22 を結合したビーズを用い,ラット脳抽出液の粗画分中に存在する NAP-22 のタンパク質
性結合因子を探索し,シナプトジャニン-1,CapZ(アクチン キャッピング タンパク質 Z)等
の特異的結合を見出した。また NAP-22 自身も結合画分中に含まれたことは,このタンパク質
の自己集合能を示唆すると考えた。 ...

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謝辞

第 1 章で用いた,CapZ 発現プラスミドは,大日方博士(千葉大学)

,前田博士・武田博士

(ERATO)

(所属は当時のもの)よりご供与いただきました。タンパク質の質量分析は,中村俊

部長,熊ノ郷 晴子博士(国立精神・神経センター,神経研)

(当時)にお世話になりました。

第 2 章の電子顕微鏡の試料作成と観察,結果の検討では,洲崎敏伸先生(神戸大学理学研究

科)に何度も長時間,ご指導いただきました。伏して感謝を申し上げます。

47

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