「SYNGAP1」の版間の差分

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== イントロダクション ==
== イントロダクション ==
 SynGAP (Synaptic Ras-GTPase Activating Protein 1)は、シナプスに高度に蓄積する低分子GTP結合タンパク質Rasに対するGTPase活性化蛋白質 (RasGAP)であり('''図1''')、CaMKIIの下流においてシナプス内のRasの活性を制御することで<ref name=Chen1998><pubmed>9620694</pubmed></ref><ref name=Kim1998><pubmed>9581761</pubmed></ref> 、シナプス可塑性(長期増強)の発現に深くかかわっている<ref name=Kim2003><pubmed>12598599</pubmed></ref><ref name=Komiyama2002><pubmed>12427827</pubmed></ref> 。Ras-GAP (GTPase activating protein)として、基底状態ではRasに結合したGTPの加水分解を促進する([[GTP]]->[[GDP]])ことで、Rasの活性化を阻害しているが、NMDAR-CaMKIIシグナルに依存してリン酸化されることでシナプス外に移動し、結果的にNMDAR依存的にシナプスでのRasの活性化を誘導する(Fig.2A)。これにより、AMPARのポストシナプスへの挿入やスパインの肥大化を引き起こす<ref name=Araki2015><pubmed>25569349</pubmed></ref> 。
 SynGAP (Synaptic Ras-GTPase Activating Protein 1)は、シナプスに高度に蓄積する低分子GTP結合タンパク質Rasに対するGTPase活性化蛋白質 (RasGAP)である('''図1''')。Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質リン酸化酵素II (CaMKII)の下流においてシナプス内のRasの活性を制御することで<ref name=Chen1998><pubmed>9620694</pubmed></ref><ref name=Kim1998><pubmed>9581761</pubmed></ref> 、シナプス可塑性(長期増強)の発現に深くかかわっている<ref name=Kim2003><pubmed>12598599</pubmed></ref><ref name=Komiyama2002><pubmed>12427827</pubmed></ref> 。RasGAPとして、基底状態ではRasに結合したGTPの加水分解を促進する([[GTP]]->[[GDP]])ことで、Rasの活性化を阻害しているが、NMDA型グルタミン酸受容体 (NMDAR)-CaMKIIシグナルに依存してリン酸化されることでシナプス外に移動し、結果的にNMDAR依存的にシナプスでのRasの活性化を誘導する('''図2A''')。これにより、AMPA型グルタミン酸受容体 (AMPAR)のシナプス後部への挿入やスパインの肥大化を引き起こす<ref name=Araki2015><pubmed>25569349</pubmed></ref> 。


 PSDタンパクのマススメクトロメトリーによる解析によると、SYNGAP1はCaMKII/27.8 and 4.7 pmol/20 μg)に次いでシナプス内で3番目に濃度の高いタンパク質(∼2.1 pmol/20 μg) であり、主要な足場蛋白質PSD-95(1.73 pmol/20 μg; 4番目)よりも存在比が大きく、シグナル伝達以外での役割の解明が待たれていた<ref name=Cheng2006><pubmed>16507876</pubmed></ref><ref name=Sheng2007><pubmed>17243894</pubmed></ref> 。またSynGAPはそのPDZリガンドを介し、PSD-95をシナプスにクラスタリングさせる調節因子であることもわかっていた<ref name=Nonaka2006><pubmed>16421296</pubmed></ref> 。2016年、C末端のCoiled-coilドメインとPDZリガンドを介しPSD-95と結合することで、PSD-95とともに水層より液体―液体相転移現象を起こし、Condensed phaseを形成することが明らかにされた。この相転移が、脂質二重膜を持たないPSDという細胞内小器官の物質的基盤を提供している可能性が示唆された(Fig.2B)<ref name=Zeng2018><pubmed>30078712</pubmed></ref><ref name=Zeng2016><pubmed>27565345</pubmed></ref> 。
 PSDタンパクの質量分析計による解析によると、SYNGAP1はCaMKII&alpha;/&beta; (それぞれ27.8、4.7 pmol/20 μg)に次いでシナプス内で3番目に濃度の高いタンパク質(∼2.1 pmol/20 μg) であり、主要な足場蛋白質PSD-95(1.73 pmol/20 μg; 4番目)よりも存在比が大きく、シグナル伝達以外での役割の解明が待たれていた<ref name=Cheng2006><pubmed>16507876</pubmed></ref><ref name=Sheng2007><pubmed>17243894</pubmed></ref> 。またSynGAPはそのPDZリガンドを介し、PSD-95をシナプスに集積させる調節因子であることもわかっていた<ref name=Nonaka2006><pubmed>16421296</pubmed></ref> 。2016年、C末端のcoiled-coilドメインとPDZリガンドを介しPSD-95と結合することで、PSD-95とともに水層より液-液体相転移現象を起こし、濃縮相を形成することが明らかにされた。この相転移が、脂質二重膜を持たないPSDという細胞内小器官の物質的基盤を提供している可能性が示唆された('''図2B''')<ref name=Zeng2018><pubmed>30078712</pubmed></ref><ref name=Zeng2016><pubmed>27565345</pubmed></ref> 。


 SYNGAPの変異は、近年のexome sequencing の発展により、知的障害や自閉症等の発達障害において高率に見出されており、その頻度は全遺伝子中有数(4番目)に高く、UKにおける解析では全発達障害例の約0.75%でSYNGAP1の変異が認められるとしている(Fig.3)<ref name=UK-DDD-study2015><pubmed>25533962</pubmed></ref> 。
 SYNGAPの変異は、近年のエクソーム解析 の発展により、知的障害や自閉症等の発達障害において高率に見出されており、その頻度は全遺伝子中有数(4番目)に高く、イギリスにおける解析では全発達障害例の約0.75%でSYNGAP1の変異が認められるとしている('''図3''')<ref name=UK-DDD-study2015><pubmed>25533962</pubmed></ref> 。


== 構造 ==
== 構造 ==

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