Sinaptotagmin - Synaptotagmin

Sinaptotagmin
Ekzotsitoz-mashinasozlik.jpg
Nörotransmitterning chiqarilishida ekzotsitozni boshqaradigan molekulyar apparatlar: asosiy SNARE kompleksi (tomonidan qo'shilgan to'rtta a-spiral tomonidan hosil qilingan sinaptobrevin, sintaksin va SNAP-25 ) va Ca2+ Sensor sinaptotagmin.[1]
Identifikatorlar
BelgilarSYT
OPM superfamily45
OPM oqsili3h8
Membranom199

Sinaptotagminlar (SYT) lar oilasini tashkil etadi membrana - odam savdosi oqsillar N-terminali bilan tavsiflanadi transmembran mintaqasi (TMR), o'zgaruvchan bog'lovchi va ikkita C-terminal C2 domenlari - C2A va C2B. 17 bor izoformlar sutemizuvchilar sinaptotagminlar oilasida.[2] Sinaptotagminlarga, shu jumladan transmembranga (Ferlins, Kengaytirilgan-Synaptotagmin (E-Syt) membrana oqsillari va MCTP) va eruvchan (RIMS1 va RIMS2, UNC13D, sinaptotagmin bilan bog'liq oqsillar va B / K) oqsillari. Oilaga kiradi sinaptotagmin 1, Ca2+ gen bilan kodlangan sinaptikgacha akson terminalining membranasidagi sensori SYT1.[3]

Vazifalar

Ularning miya / endokrin tarqalishi va biokimyoviy xususiyatlariga, xususan, kaltsiy bilan bog'langan ba'zi sinaptotagminlarning C2 domenlariga asoslanib, sinaptotagminlar kaltsiy datchiklari sifatida ishlashni taklif qilishdi. neyrotransmitter bo'shatish va gormon sekretsiyasi. Sinaptotagminlar o'xshash domen tuzilishiga va C2 ​​domenlarida yuqori darajadagi homologiyaga ega bo'lishiga qaramay, barcha sinaptotagminlar kaltsiy bilan bog'lanmaydi. Darhaqiqat, o'n beshta sinaptotagmindan sakkiztasi kaltsiyni biriktirishga qodir. Kaltsiyni biriktiruvchi sinaptotagminlarga 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9 va 10 sinaptotagminlar kiradi. Qolgan ettita sinaptotagmin kaltsiyni muvofiqlashtiruvchi qoldiqlarning etishmasligi yoki kislotali qoldiqlarning fazoviy yo'nalishi tufayli kaltsiy bilan bog'lanmaydi (qarang. batafsil ma'lumot uchun C2 domenlarida bo'lim).

Kaltsiy bilan bog'lanadigan sinaptotagminlar Ca funktsiyasini bajaradi2+ datchiklar va ikkalasida ham ishtirok etadi:

  1. erta sinaptik pufakchani joylashtirish bilan o'zaro ta'sirlashish orqali presinaptik membranaga b-neyreksin[4] yoki SNAP-25[5]
  2. Ca ning kech qadamlari2+- chaqirilgan sinaptik pufakcha birlashma bilan presinaptik membrana.[6][7][8] Bundan tashqari, synaptotagmin 1 o'rnini bosishi mumkinligi ko'rsatildi kompleksin dan SNARE kompleksi kaltsiy ishtirokida. Bu so'nggi qadamlardan biri deb o'ylashadi ekzotsitoz.[9] Kaltsiy bilan bog'langan sinaptotagmin SNARE kompleksiga bog'lanib, termoyadroviy qisqich ta'sirini keltirib chiqaradi kompleksin chiqarilib, pufakchali birlashma paydo bo'lishi va ekzotsitoz davom etishi mumkin.[10]

C-terminal C2-domenlari

C2 domeni - bu birinchi bo'lib ikkinchi doimiy ketma-ketlik sifatida aniqlangan 130-140 aminokislota qoldiqlarining keng tarqalgan saqlanadigan ketma-ketlik motifi. PKC izoformlar.[iqtibos kerak ] Birinchi marta C2 domeni sinaptotagmin-1 tarkibida kaltsiy bilan bog'lanishini ko'rsatdi. Sinaptotagmin-1 ning 1,9 Å piksellar sonidagi keyingi atom tuzilishi tahlili shuni ko'rsatdiki, uning C2 domenlari barqaror va sakkiz qatorli b-sendvichdan iborat bo'lib, ular yuqoridan va pastdan egiluvchan tsikllar bilan chiqadi. Sinaptotagmin-1 yadro magnit-rezonansi (NMR) tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, kaltsiy faqat yuqori tsikllarga bog'lanadi va bog'lovchi cho'ntaklar beshta konservalangan aspartat qoldiqlari bilan muvofiqlashtiriladi: uchta kaltsiy ionlari D172, D178, D230, D232, S235 va C2A bilan bog'lanadi. D238 va ikkita kaltsiy ionlari D303, D309, D363, 365 va D371 orqali C2B bilan bog'lanadi. Hamma sinaptotagmin C2 domenlari kaltsiy bilan bog'lanmaydi. Darhaqiqat, ketma-ket o'xshashliklarga va biokimyoviy tahlillar bilan keyingi tasdiqlashga asoslanib, faqat sakkizta sinaptotagmin kaltsiy bilan bog'lanadi, ya'ni sinaptotagmin-1, -2, -3, -5, -6, -7, -9 va -10. Kaltsiyni bog'lashda ishtirok etadigan tanqidiy qoldiqlarning etishmasligi boshqa sinaptotagminlar tomonidan kaltsiy bilan bog'lanishda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Bunga synaptotagmin-11, -12, -13, -14 va -15 ning ikkala C2 domenlari va synaptotagmin-4 va -8 ning C2A domenlari kiradi. Yuqori tsikldagi barcha beshta kislotali qoldiqlarga ega bo'lgan Synaptotagmin-4 va -11 C2B domenlari, ammo kaltsiy bilan bog'lanish joylarini hosil qila olmaydigan kaltsiy ligandlarining fazoviy yo'nalishi tufayli kaltsiy bilan bog'lanmaydi. Kaltsiyni biriktiruvchi sinaptotagminlar uchun, yuqorida qayd etilganlardan tashqari yuqori tsikldagi aminokislota qoldiqlari kaltsiy bilan bog'lanishni muvofiqlashtirishda bevosita ishtirok etmasa ham, ular kaltsiy bilan bog'lanish yaqinligiga ta'sir qiladi, masalan, sinaptotagmin-1 tarkibidagi R233. Kaltsiyni muvofiqlashtiruvchi aminokislota qoldiqlari yonidagi ketma-ketlik va tuzilmalarning xilma-xilligi sakkizta sinaptotagminni kaltsiy bilan turli xil affinitsiyalarda bog'lab turadi, bu esa regulyatsiya qilingan ekzotsitozga bo'lgan kaltsiy talablarini to'liq qamrab oladi.

C2A domeni ning birlashish bosqichini tartibga soladi sinaptik pufakcha ekzotsitoz.[11][12] Bunga muvofiq, Ca kinetikasi2+- C2A domenining bog'liq bo'lgan fosfolipid bilan bog'lanish faolligi in vitro neyrotransmitterning ajralib chiqish tezligi (200 mkS ichida) bilan mos keladi.[13] C2A domeni manfiy zaryadlanganligini ko'rsatdi fosfolipidlar Ca da2+- mustaqil moda. Ca2+-bog'lanish sinaptotagminning oqsil-oqsil ta'sirini o'zgartiradi, masalan, sinaptotagminning yaqinligini oshiradi sintaksin.

C2B domeni bog'laydi fosfatidil-inositol-3,4,5-trifosfat (PIP3)[iqtibos kerak ]kaltsiy ionlari bo'lmagan taqdirda va to fosfatidilinositol bifosfat (PIP2) ularning huzurida,[14] lipidlar bilan o'zaro ta'sir o'tkazgich paytida sodir bo'lishini anglatadi depolarizatsiya. Ca2+-C2B domeniga bog'lanish sintezotagmin dimerizatsiyasini beradi sinaptik pufakchalar tomonidan Ca2+- C2B domeni orqali mustaqil o'z-o'zini klasterlash.[iqtibos kerak ] Ca2+- mustaqil - bu C2B domeni va SNAP-25 va C2B domeni bilan "sinprint" (sinaptik oqsillarning o'zaro ta'siri) motifining o'rtasida teshik hosil qiluvchi subbirlik kuchlanishli kaltsiy kanallari. C2B domeni sinaptik pufakchalarni qayta ishlash bosqichini ham bog'lash orqali boshqaradi klatrin oqsil, AP-2.

A'zolar

Adabiyotlar va eslatmalar

  1. ^ Georgiev DD, Glazebrook JF (2007). "Yolg'izlik to'lqinlari va stoxastik jarayonlar orqali subneuronal ishlov berish". Lyshevskiyda SE (tahr.) Nano va molekulyar elektronika bo'yicha qo'llanma. Nano va mikromuhandislar seriyasi. CRC Press. 17-1–17-41 betlar. doi:10.1201/9781315221670-17. ISBN  978-0-8493-8528-5.
  2. ^ Dean C, Dunning FM, Liu H, Bomba-Warczak E, Martens H, Bharat V va boshq. (2012 yil may). "Florin-syt funktsional ekrani tomonidan aniqlangan aksonal va dendritik sinaptotagmin izoformalari". Hujayraning molekulyar biologiyasi. 23 (9): 1715–27. doi:10.1091 / mbc.E11-08-0707. PMC  3338438. PMID  22398727.
  3. ^ "NIH VideoCast - Ekzotsitoz uchun Ca2 + datchiklari". videocast.nih.gov. Olingan 16 aprel 2018.
  4. ^ Fukuda M, Moreira JE, Liu V, Sugimori M, Mikoshiba K, Llinás RR (dekabr 2000). "Sinaptik pufakchani biriktirishda sinaptotagmin S terminasida saqlanib qolgan WHXL motifining roli". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 97 (26): 14715–9. Bibcode:2000PNAS ... 9714715F. doi:10.1073 / pnas.260491197. PMC  18984. PMID  11114192.
  5. ^ Schiavo G, Stenbek G, Rotman JE, Söllner TH (Fevral 1997). "Sinaptik pufakchani v-SNARE, sinaptotagmin, plazma membranasi t-SNARE, SNAP-25 bilan bog'lab turishi, neyrotoksin bilan davolash qilingan sinapslarda biriktirilgan pufakchalarni tushuntirishi mumkin". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 94 (3): 997–1001. Bibcode:1997 yil PNAS ... 94..997S. doi:10.1073 / pnas.94.3.997. PMC  19628. PMID  9023371.
  6. ^ Pang ZP, Melicoff E, Padgett D, Liu Y, Teich AF, Dikki BF va boshq. (2006 yil dekabr). "Sinaptotagmin-2 omon qolish uchun juda muhimdir va markaziy va nerv-mushak sinapslarida Ca2 + neyrotransmitterining ajralishini keltirib chiqaradi". Neuroscience jurnali. 26 (52): 13493–504. doi:10.1523 / JNEUROSCI.3519-06.2006. PMC  6674714. PMID  17192432.
  7. ^ Maksimov A, Südhof TC (noyabr 2005). "Sinaptotagmin 1 avtonom funktsiyasi, asenkron chiqarilishdan mustaqil ravishda sinxron chiqarishni boshlashda". Neyron. 48 (4): 547–54. doi:10.1016 / j.neuron.2005.09.006. PMID  16301172.
  8. ^ O'Konnor V, Li AG (sentyabr 2002). "Sinaptik pufakchali sintez va sinaptotagmin: 2B yoki 2B emasmi?". Tabiat nevrologiyasi. 5 (9): 823–4. doi:10.1038 / nn0902-823. PMID  12196805.
  9. ^ Tang J, Maximov A, Shin OH, Dai H, Rizo J, Südhof TC (sentyabr 2006). "Kompleksin / sinaptotagmin 1 kaliti tez sinaptik pufak ekzotsitozini boshqaradi". Hujayra. 126 (6): 1175–87. doi:10.1016 / j.cell.2006.08.030. PMID  16990140.
  10. ^ Maksimov A, Tang J, Yang X, Pang ZP, Südhof TC (yanvar 2009). "Kompleksin SNARE komplekslaridan kuch sintezida membranalarga kuch o'tkazilishini boshqaradi". Ilm-fan. 323 (5913): 516–21. Bibcode:2009 yil ... 323..516M. doi:10.1126 / science.1166505. PMC  3235366. PMID  19164751.
  11. ^ Zimmerberg J, Akimov SA, Frolov V (2006 yil aprel). "Sinaptotagmin: kaltsiy sensori uchun fuzogen rolmi?". Tabiatning strukturaviy va molekulyar biologiyasi. 13 (4): 301–3. doi:10.1038 / nsmb0406-301. PMID  16715046.
  12. ^ Fernández-Chacon R, Königstorfer A, Gerber SH, García J, Matos MF, Stivens CF va boshq. (2001 yil mart). "Sinaptotagmin I ajralib chiqish ehtimoli kaltsiy regulyatori sifatida ishlaydi". Tabiat. 410 (6824): 41–9. Bibcode:2001 yil Noyabr 410 ... 41F. doi:10.1038/35065004. PMID  11242035.
  13. ^ Chapman ER (iyul 2002). "Sinaptotagmin: ekzotsitozni keltirib chiqaradigan Ca (2+) sensori?". Tabiat sharhlari. Molekulyar hujayra biologiyasi. 3 (7): 498–508. doi:10.1038 / nrm855. PMID  12094216.
  14. ^ Bai J, Taker WC, Chapman ER (2004 yil yanvar). "PIP2 sinaptotagminning ta'sir tezligini oshiradi va uning membrana-penetratsion faolligini plazma membranasiga yo'naltiradi". Tabiatning strukturaviy va molekulyar biologiyasi. 11 (1): 36–44. doi:10.1038 / nsmb709. PMID  14718921.

Tashqi havolalar