「シナプトタグミン」の版間の差分

| Name = Human Synaptotagmin C2 domains.   

| caption = Human Synaptotagmin C2A and C2B domains.  Based on 2R83.

　シナプトタグミンは[[シナプス小胞]]上に豊富に存在する[[カルシウム]]・[[リン脂質]]結合分子として1990年に同定された[[wikipedia:ja:膜タンパク質|膜タンパク質]]である<ref name=ref1><pubmed>2333096</pubmed></ref>。シナプトタグミンは[[wikipedia:ja:植物|植物]]・[[wikipedia:ja:動物|動物]]を含め様々な生物種に存在することが現在では知られており、[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[マウス]]では17種類のアイソフォームの存在が報告されている<ref name=ref2><pubmed>12801916</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>20078875</pubmed></ref>。シナプトタグミンファミリーはN末端側に[[wikipedia:ja:膜貫通領域|膜貫通領域]]を１カ所持ち、C末端側の[[wikipedia:ja:細胞質|細胞質]]領域に存在する二つのC2領域でカルシウムイオンやリン脂質を結合することが知られている<ref name=ref4><pubmed>15217342</pubmed></ref><ref name=ref5>'''Fukuda, M.'''<br>Molecular mechanism of Exocytosis.<br>Landes Bioscience, Austin, TX, (2006) 42-61</ref><ref name=ref6><pubmed>16698267</pubmed></ref><ref name=ref7><pubmed>18275379</pubmed></ref>。このカルシウムイオンの結合能を利用して、シナプトタグミンファミリーはシナプス小胞からの[[神経伝達物質]]放出をはじめ、[[開口放出]]（[[エクソサイトーシス]]：exocytosis）の際の主要な「カルシウムセンサー」として機能するものと考えられている。

[[image:シナプトタグミン図1.jpg|thumb|300px|'''図1''']]

　[[神経細胞]]間の情報伝達は、主に[[シナプス]]部における神経伝達物質のやり取りによって行われている。神経伝達物質はシナプス前部に存在するシナプス小胞に貯蔵されており、開口放出によって[[シナプス間隙]]へと放出される。この開口放出機構は、小胞のシナプス前部膜付近への移動（トランスロケーション：translocation）、[[細胞膜]]との繋留/接着（テザリング/ドッキング：tethering/docking）、プライミングと呼ばれる融合可能な状態への準備（priming）を経て、小胞膜と細胞膜の融合（fusion）に至る一連の過程から構成されている（図1）。開口放出によって細胞膜に移行した小胞のタンパク質は、その後エンドサイトーシスによって選択的に回収（リサイクリング：recycling）される。

== シナプトタグミンファミリーの構造 ==

[[image:シナプトタグミン図2.jpg|thumb|300px|'''図2''']]

　シナプトタグミンはN末端側に膜貫通領域を持つ1回膜貫通型の膜タンパク質で、C末端側の細胞質領域にはC2領域と呼ばれる[[プロテインキナーゼC]]のC2調節領域に由来するタンパク質モチーフを2つ持っている（N末端側から、内腔領域、膜貫通領域、スペーサー領域、C2A領域、C2B領域と命名）（図2）。

　二つのC2領域はアミノ酸レベルで40%以上の相同性を示すため、基本的には同様な立体構造を取り（8本の[[wikipedia:ja:βストランド|βストランド]]と3本のカルシウム結合ループにより構成）共にカルシウム結合能を示すが<ref name=ref10><pubmed>7697723</pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed>11754837</pubmed></ref>、互いに異なる生化学的性質も示す。一例を挙げると、C2B領域にはカルシウム非依存的に[[イノシトールポリリン酸]]、[[アダプター複合体]]AP-2、[[ニューレキシン]]（neurexin）などが結合し、またカルシウム依存的にC2B領域同士が結合し多量体を形成するが<ref name=ref12><pubmed>7961887</pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed>9830048</pubmed></ref>、これらの性質はC2A領域には見られない（図2）。カルシウム依存的にC2領域に結合する分子とシナプトタグミン1の結合に必要なカルシウム濃度は5-100μMであり、この濃度は神経細胞で開口放出に必要とされるカルシウムイオン濃度とほぼ一致している<ref name=ref8><pubmed>11399430</pubmed></ref>。

　さらに、C2B領域（特にC2Bエフェクタードメインと呼ばれるβ4ストランド上の塩基性クラスター<ref name=ref12><pubmed>7961887</pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed>9830048</pubmed></ref>）はカルシウム刺激がないときには融合を抑制するようなクランプ的な機能を併せ持つと想定されており<ref name=ref31><pubmed>8990201</pubmed></ref><ref name=ref32><pubmed>21338883</pubmed></ref>、ショウジョウバエなどのシナプトタグミン1変異体では自発的な神経伝達物質放出が増大することが知られている<ref name=ref33><pubmed>12467593</pubmed></ref>。このようなC2B領域の機能の多様性は、C2B領域に複数のエフェクター結合領域が存在することに起因するものと考えられている<ref name=ref5>'''Fukuda, M.'''<br>Molecular mechanism of Exocytosis.<br>Landes Bioscience, Austin, TX, (2006) 42-61</ref>。また、C2B領域は必ずしも単独で機能するのではなく、一部C2A領域と協調して小胞の融合を促進するモデルも提唱されている<ref name=ref34><pubmed>10811903</pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed>15046725</pubmed></ref>。

== シナプス小胞輸送以外で機能するシナプトタグミンファミリー ==

　また、シナプトタグミン4は神経細胞以外に[[アストロサイト]]にも発現しており、アストロサイトからの[[グルタミン酸]]や[[ATP]]の放出に関与することが報告されている<ref name=ref47><pubmed>15197251</pubmed></ref>。さらに、ショウジョウバエにおいては、シナプトタグミン4はシナプス前部ではなくポストシナプスにおけるカルシウムセンサーとして機能することが報告されている<ref name=ref48><pubmed>16272123</pubmed></ref><ref name=ref49><pubmed>19822673</pubmed></ref>。なお、シナプトタグミン4は動物種、細胞種やカルシウム濃度の条件によって開口放出を正に制御する場合と負に制御する場合があることから、その機能については今後さらなる解析が必要と考えられている<ref name=ref43><pubmed>21153436</pubmed></ref>。