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生理:イオン性タンパク質–脂質相互作用による膜タンパク質の隔離

Nature 479, 7374 doi: 10.1038/nature10545

ニューロンのエキソサイトーシスは、SNAP受容体タンパク質シンタキシン-1Aにより触媒される。シンタキシン-1Aは、シナプス小胞がエキソサイトーシスを行う細胞膜部位にクラスター状に集合する。しかし、シンタキシン-1Aを隔離しておく機序はわかっていない。今回我々は、シンタキシンのクラスター形成が強力な陰イオン脂質ホスファチジルイノシトール-4,5-ビスリン酸(PIP2)との静電的相互作用により仲介されることを示す。超高分解能の誘導放出制御顕微鏡を用いてPC12細胞の細胞膜を調べ、約73ナノメートルの大きさの微小ドメイン内にPIP2が集まって脂質二重層内層の主要な脂質となっていることがわかった。ホスファターゼであるシナプトジャニン1によりPIP2を破壊するとシンタキシン-1Aのクラスター形成が低下するので、この高密度のPIP2蓄積はシンタキシン-1Aの隔離に必要であることがわかった。また、人工巨大単層膜小胞でPIP2とシンタキシン-1Aのカルボキシ末端部分を一緒に再構築すると、コレステロールがなくてもPIP2とシンタキシン-1Aは別個のドメインに隔離される。我々の結果は、静電的タンパク質–脂質相互作用が、コレステロールあるいは脂質層とは無関係に微小ドメインを形成可能であることを実証している。

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