Pin1とPKMζは樹状突起タンパク質の合成を順次調節する

Sci. Signal., 9 March 2010
Vol. 3, Issue 112, p. ra18
[DOI: 10.1126/scisignal.2000451]

Pamela R. Westmark1, Cara J. Westmark¹, SuQing Wang^1*, Jonathan Levenson², Kenneth J. O'Riordan³, Corinna Burger³, and James S. Malter^1†

¹ Department of Pathology and Laboratory Medicine and Waisman Center for Developmental Disabilities, University of Wisconsin, Madison, WI 53705, USA.
² Galenea Inc., 300 Technology Square, Cambridge, MA 02139, USA.
³ Department of Neurology, University of Wisconsin, Madison, WI 53705, USA.

* Present address: Department of Nutrition and Food Health, School of Public Health, Wuhan University, 430071 P.R. China.

† To whom correspondence should be addressed. E-mail: jsmalter@wisc.edu

要約：学習と記憶のいくつかの様式、およびそれらと電気生理学的に関連のある長期増強（LTP）には、樹状突起 での翻訳が必要である。われわれは、NIMA 1と相互作用するタンパク質であるPin1（ペプチジルプロリルイソメラーゼ）が樹状突起のスパイン（棘）と突起幹に存在し、グルタミン酸作動性シグナル 伝達により誘導されるタンパク質合成を抑制することを実証した。Pin1の抑制は、おそらく真核生物翻訳開始因子4E（eIF4E）とeIF4E結合タン パク質1および2（4E-BP1/2）を介して、樹状突起での翻訳を増大させた。タンパク質合成の増大と一致するように、Pin^-/-マウスの海馬切片では、野生型の対照と比較して前期LTP（E-LTP）は正常であったが、後期LTP（L-LTP）は有意に亢進していた。プロテインキナーゼCζ（PKCζ）およびプロテインキナーゼMζ（PKMζ）はPin1^-/-マ ウス脳で増大しており、その活性は樹状突起での翻訳の維持に必要であった。PKMζはPin 1と相互作用し、セリン16をリン酸化することによって阻害した。したがって、グルタミン酸で誘導される樹状突起タンパク質の合成は、Pin1とPKMζ のシグナル伝達により順次調節される。

P. R. Westmark, C. J. Westmark, S. Wang, J. Levenson, K. J. O'Riordan, C. Burger, J. S. Malter, Pin1 and PKMζ Sequentially Control Dendritic Protein Synthesis. Sci. Signal. 3, ra18 (2010).