神経科学：ニューロンのエキソサイトーシスを担うシナプトタグミン–SNARE装置の構造

シナプトタグミン1とニューロンのSNAREタンパク質は、神経伝達物質の同期的放出の誘発に中心的な役割を担っている。しかし、これらのタンパク質がどのように協働してシナプス小胞の融合を引き起こすのかは分かっていない。本研究では、シナプトタグミン1とニューロンのSNARE複合体との間に形成される、Ca²⁺もしくはMg²⁺が結合した複合体の原子分解能での結晶構造について報告する。これらの結晶構造の1つはX線自由電子レーザーによる回折データを用いて決定され、さまざまな側鎖に正確な回転異性体を割り当てた原子分解能での構造が得られた。これらの構造からいくつかの接触面が明らかになり、その中には、広くて特異的でCa²⁺非依存的な接触面が1つ含まれていた。変異誘発試験で調べたところ、この接触面は、マウスの海馬ニューロンのシナプスにおけるCa²⁺誘導性の神経伝達物質放出や、再構成系でのCa²⁺誘導性の小胞融合に必須であることが示唆された。この接触面は、Ca²⁺による誘導の前に形成され、Ca²⁺流入がシナプトタグミン1と細胞膜の間の相互作用を促進するときにそろって移動し、その結果、おそらく他の接触面と共に膜を再編して融合を促すのではないかと我々は考える。

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