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==脂質膜の融合== | ==脂質膜の融合== | ||
[[image:snare複合体1.png|thumb|300px|'''図1．リン脂質膜の融合'''<br>A. 標的膜への小胞膜の接近。2つの脂質膜のリン脂質の混ざり合いは起こっていない。<br>B. | [[image:snare複合体1.png|thumb|300px|'''図1．リン脂質膜の融合'''<br>A. 標的膜への小胞膜の接近。2つの脂質膜のリン脂質の混ざり合いは起こっていない。<br>B. へミフュージョン。小胞膜の外側のリン脂質が標的膜のリン脂質と融合し、小胞膜と標的膜の疎水性部位（黄色で表示）が、水層を超えて連絡している。<br>C. フュージョン。2つの脂質膜が完全に融合している。<br><ref><pubmed>7780737</pubmed></ref>より改変]] | ||
神経伝達物質や水溶性[[ホルモン]]の[[分泌]]は、[[シナプス小胞膜]]や[[分泌小胞膜]]が細胞膜と融合する開口放出機構によって営まれている。さらに小胞体からゴルジ体を含むさまざまな細胞内小器官へのタンパク質輸送は、送り手の膜から出芽した輸送小胞が標的の生体膜に融合する細胞内小胞輸送機構によって営まれている。これらの過程では小胞膜が標的の生体膜と融合するステップが必須である。 | 神経伝達物質や水溶性[[ホルモン]]の[[分泌]]は、[[シナプス小胞膜]]や[[分泌小胞膜]]が細胞膜と融合する開口放出機構によって営まれている。さらに小胞体からゴルジ体を含むさまざまな細胞内小器官へのタンパク質輸送は、送り手の膜から出芽した輸送小胞が標的の生体膜に融合する細胞内小胞輸送機構によって営まれている。これらの過程では小胞膜が標的の生体膜と融合するステップが必須である。 | ||
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==特徴== | ==特徴== | ||
[[image:snare複合体2.png|thumb|300px|'''図2．Heptad repeat（7アミノ酸繰り返し構造）'''<br>A. Heptad | [[image:snare複合体2.png|thumb|300px|'''図2．Heptad repeat（7アミノ酸繰り返し構造）'''<br>A. Heptad repeatモチーフを持つポリペプチド鎖のアミノ酸配列を、7残基ごとに改行してアミノ酸の1文字表記で表したもの。7アミノ酸をa～gとした場合、a位とd位に疎水性のアミノ酸が配置されている。<br>B. Heptad repeatモチーフを持つポリペプチド鎖が3.5アミノ酸残基で一回転するへリックス構造をとった場合のa～gアミノ酸の位置をへリックスの上から見たもの。<br>C. 同じく横から見たもの。疎水性のa位とd位のアミノ酸（黄色で示してある）が、へリックスの片面に集まって配置される。]] | ||
[[image:snare複合体4.png|thumb|300px|'''図3．SNARE複合体の基本構造'''<br>A. シナプトブレビン（R）、シンタキシン1A（Qa）SNAP-25のN末側（Qb）およびSNAP-25のC末側（Qc）のSNAREモチーフのアミノ酸の一次配列。N末端を左にして、アミノ酸の1文字表記で示してある。Heptad repeatのa位およびd位のアミノ酸を赤字で示してある。SNAREモチーフの中央付近にはd位のアミノ酸に親水性のアルギニン（R）あるいはグルタミン（Q）が配置された箇所があり、これらのアミノ酸側鎖が作るレイヤーを0レイヤーと呼んでいる。0レイヤーを中心に、各レイヤーには-7～-1および+1～+8の番号が振られている。<br>B. X線結晶解析で明らかにされたSNARE複合体の構造。シンタキシン1（赤, Syn1）、SNAP-25（緑, S25NおよびS25C）、シナプトブレビン2（青, VAMP2）のSNAREモチーフを含む領域を、N末端が左手に来るようにカートゥーンモデルで示し、0レイヤーのアミノ酸側鎖のみを球棒モデルで示してある。<br>C. SNARE複合体が形成されたシナプス小胞と細胞膜の模式図。]] | [[image:snare複合体4.png|thumb|300px|'''図3．SNARE複合体の基本構造'''<br>A. シナプトブレビン（R）、シンタキシン1A（Qa）SNAP-25のN末側（Qb）およびSNAP-25のC末側（Qc）のSNAREモチーフのアミノ酸の一次配列。N末端を左にして、アミノ酸の1文字表記で示してある。Heptad repeatのa位およびd位のアミノ酸を赤字で示してある。SNAREモチーフの中央付近にはd位のアミノ酸に親水性のアルギニン（R）あるいはグルタミン（Q）が配置された箇所があり、これらのアミノ酸側鎖が作るレイヤーを0レイヤーと呼んでいる。0レイヤーを中心に、各レイヤーには-7～-1および+1～+8の番号が振られている。<br>B. X線結晶解析で明らかにされたSNARE複合体の構造。シンタキシン1（赤, Syn1）、SNAP-25（緑, S25NおよびS25C）、シナプトブレビン2（青, VAMP2）のSNAREモチーフを含む領域を、N末端が左手に来るようにカートゥーンモデルで示し、0レイヤーのアミノ酸側鎖のみを球棒モデルで示してある。<br>C. SNARE複合体が形成されたシナプス小胞と細胞膜の模式図。]] | ||
[[image:snare複合体5.png|thumb|300px|'''図4．レイヤー面の構造'''<br> A. シナプスのSNARE複合体の0レイヤー、-2レイヤー、+2レイヤーのレイヤー面のアミノ酸側鎖を棒球モデルで示してある。上図はSNARE複合体を側面から、下図は真横から見たもので、ポリペプチド主鎖はバックボーンモデルで示してある。棒球モデルの赤色、青色、黄色および灰色の球は、それぞれ酸素、窒素、硫黄、および炭素原子を表している。]] | [[image:snare複合体5.png|thumb|300px|'''図4．レイヤー面の構造'''<br> A. シナプスのSNARE複合体の0レイヤー、-2レイヤー、+2レイヤーのレイヤー面のアミノ酸側鎖を棒球モデルで示してある。上図はSNARE複合体を側面から、下図は真横から見たもので、ポリペプチド主鎖はバックボーンモデルで示してある。棒球モデルの赤色、青色、黄色および灰色の球は、それぞれ酸素、窒素、硫黄、および炭素原子を表している。]] | ||
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==SNAREタンパク質の種類== | ==SNAREタンパク質の種類== | ||
[[image:snare複合体6.png|thumb|300px|'''図6．SNAREタンパク質の系統樹'''<br> | [[image:snare複合体6.png|thumb|300px|'''図6．SNAREタンパク質の系統樹'''<br>ヒトのSNAREタンパク質をSNAREモチーフのアミノ酸配列の近縁性を基に作成した。Qa、Qb、Qc、Rの主要なグループに分類され、SNARE複合体の形成に際しては、各グループから一つずつSNAREモチーフが供出される。<br><ref name=ref4 />より改変]] | ||
小胞体で作られた膜タンパク質は、細胞内小胞輸送機構で細胞膜やゴルジ体をはじめとする様々な細胞内小器官に輸送されていく。これらのタンパク質輸送には送り手の膜から出芽した輸送小胞が標的の膜に融合する細胞内小胞輸送機構によって営まれており、全ての膜融合にSNAREタンパク質が関わっている。小胞膜のSNAREをv-SNARE、融合する標的膜のSNAREを[[t-SNARE]]と呼ぶが、シナプスではシナプス小胞にあるシナプトブレビン2が[[v-SNARE]]として、シナプス前膜にあるシンタキシン1とSNAP-25がt-SNAREとして機能している。 | 小胞体で作られた膜タンパク質は、細胞内小胞輸送機構で細胞膜やゴルジ体をはじめとする様々な細胞内小器官に輸送されていく。これらのタンパク質輸送には送り手の膜から出芽した輸送小胞が標的の膜に融合する細胞内小胞輸送機構によって営まれており、全ての膜融合にSNAREタンパク質が関わっている。小胞膜のSNAREをv-SNARE、融合する標的膜のSNAREを[[t-SNARE]]と呼ぶが、シナプスではシナプス小胞にあるシナプトブレビン2が[[v-SNARE]]として、シナプス前膜にあるシンタキシン1とSNAP-25がt-SNAREとして機能している。 | ||