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LTP中のcAMP調節タンパク質フォスファタゼ活性によるCaMKIIのゲート化

R D Blitzer¹, J H Connor, G P Brown

¹Bronx VA Medical Center and Department of Psychiatry, Mount Sinai School of Medicine, New York, NY 10029, USA. rb2@doc.mssm.edu

Science (New York, N.Y.)

|June 25, 1998

まとめ

循環性アデノシンモノフォスファート (cAMP) 経路は,タンパク質フォスファターゼ-1 (PP1) を阻害することによって,長期増強 (LTP) を調節する. この作用は,シナプス可塑性にとって極めて重要なカルシウム/カルモジュリン依存タンパク質キナーゼII (CaMKII) 信号伝達をゲートします.

科学分野:

神経科学は神経科学である.
分子生物学は分子生物学である.
細胞シグナル伝達細胞信号伝達

背景:

長期増強 (LTP) は,シナプス可塑性の重要なメカニズムである.
LTPは,カルシウム/カルモジュリン依存タンパク質キナーゼII (CaMKII) とサイクルアデノシンモノホスファート (cAMP) の経路を含む複雑なシグナルキャスケードを含みます.

研究の目的:

LTP中のCaMKIIシグナル伝達の制御におけるcAMP経路の役割を明らかにする.
LTPに対するcAMPに依存した効果を媒介するタンパク質フォスファタゼ-1 (PP1) の関与を調査する.

主な方法:

cAMP経路の活性化を模倣するために,チオホスフォリル化阻害剤-1 (PP1阻害剤) のポストシナプス注射.
LTPを誘発するための電気生理学的刺激.
タンパク質のリン酸化と酵素活性を測定するための生化学的測定法.

主要な成果:

チオフォスホル化インヒビータ1によるPP1の阻害は,LTPにおけるcAMP経路の活性化を模倣した.
LTP誘導は,阻害剤-1のcAMP依存のリン酸化につながり,PP1の活性が低下しました.
Thr286でのCaMKIIリン酸化とCa2+独立のCaMKII活性が,cAMPに依存した方法で増加した.
CaMKII阻害剤はLTPを阻害し,この阻害はPP1阻害によって救済されませんでした.

結論:

cAMP経路は,PP1を使用して,LTP中にCaMKIIシグナリングを調節します.
PP1は重要なゲートキーパーとして機能し,cAMP信号を統合して,シナプス増強に必要なCaMKII活性化を制御します.

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