ネイティブシナプスベシクルにおけるV-ATPaseの高解像度電子冷凍顕微鏡

科学分野:

• 神経科学
• 構造生物学
• 細胞生物学

背景:

• 神経系における細胞間通信は 神経伝達物質の放出に依存している.
• 膀型または真空型ATPase (V-ATPase) は,シナプス膀 (SV) に神経伝達物質の負荷を活性化します.
• V-ATPaseのV₁複合体は,エクソサイトーシス前に膜から離散する.

研究 の 目的:

• 本来のSV膜内のV-ATPaseの高解像度構造を決定する.
• V-ATPaseの機能,SVタンパク質の相互作用,および酵素解離の関係を調査する.

主な方法:

• バクテリアのエフェクタータンパク質SidKを用いてネズミの脳からSVsを分離した.
• 単粒子の電子冷凍顕微鏡を用いたV-ATPaseの高解像度構造決定

主要な成果:

• この構造はV-ATPaseのローターに 規則的に配置されたコレステロール分子を明らかにした.
• SVタンパク質シナプトフィシンがV- ATPase複合体をステキオメトリック的に結合することが判明した.
• 神経伝達物質の負荷中のATP水解は,V₁領域とSV膜の解離を誘導した.

結論:

• 神経伝達物質の負荷は,V-ATPase V₁領域のSV膜からの解離を誘発するのに十分である.
• ネイティブシナプスベシクル内のV-ATPase機能に関する構造的洞察は,神経伝達物質の輸送調節を理解するための基礎を提供します.