Нейрональный сенсор кальция-1 - Neuronal calcium sensor-1

NCS1
PDB 1g8i EBI.jpg
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыNCS1, FLUP, FREQ, нейрональный датчик кальция 1
Внешние идентификаторыOMIM: 603315 MGI: 109166 ГомолоГен: 5719 Генные карты: NCS1
Расположение гена (человек)
Хромосома 9 (человек)
Chr.Хромосома 9 (человек)[1]
Хромосома 9 (человек)
Геномное расположение NCS1
Геномное расположение NCS1
Группа9q34.11Начинать130,172,404 бп[1]
Конец130,237,303 бп[1]
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

23413

14299

Ансамбль

ENSG00000107130

ENSMUSG00000062661

UniProt

P62166

Q8BNY6

RefSeq (мРНК)

NM_014286
NM_001128826

NM_019681

RefSeq (белок)

NP_001122298
NP_055101

NP_062655

Расположение (UCSC)Chr 9: 130.17 - 130.24 Мбн / д
PubMed поиск[2][3]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Нейрональный сенсор кальция-1 (NCS-1), также известный как частотный гомолог (Drosophila) (freq) - это белок который закодирован ЧАСТОТА ген в людях.[4] NCS-1 является членом нейрональный датчик кальция семья,[5] класс EF рука содержащие белки-переключатели миристоила кальция.[6]

Функция

NCS-1 регулирует синаптическую передачу,[7] помогает контролировать динамику роста нервных окончаний,[8][9][7] имеет решающее значение для некоторых форм учусь и объем памяти в C. elegans[10] и млекопитающие,[11] регулирует кортико-гиппокамп пластичность; и повышение уровня NCS-1 у мышей зубчатые извилины увеличивает спонтанное исследование безопасной среды,[11] потенциально связывая NCS-1 с любопытство.[12]

NCS-1 - это датчик кальция, а не кальциевый буфер (хелатор ); таким образом, это кальций-связывающий белок с высокой аффинностью и низкой емкостью.

В некоторых ситуациях Frq может заменить кальмодулин. Считается, что он связан с секреторными пузырьками нейронов и регулирует нейросекрецию.

  1. Это Ca2+-чувствительная субъединица дрожжевой фосфатидилинозитол (PtdIns) -4-OH киназы, ПИК1
  2. Он связывается со многими белками, некоторые из которых зависят от кальция, а некоторые - от кальция, и переключает многие цели "на" (некоторые отключаются).
    1. Кальциневрин (протеинфосфатаза 2B)
    2. GRK2 (G-белок-связанная рецепторная киназа 2)
    3. D2 дофаминовый рецептор
    4. IL1RAPL1 (дополнительный белок рецептора интерлейкина-1, подобный белку 1)
    5. PI4KIIIβ (фосфатидилинозитол-4-киназа β типа III)
    6. Рецептор IP3 (эту активность подавляет литий - препарат, используемый для лечения биполярное расстройство )[13]
    7. 3 ', 5'-циклический нуклеотид фосфодиэстеразы
    8. ARF1 (ADP Фактор рибозилирования 1)
    9. Тип (Kv4.3; Подсемейство Shal, член 3) потенциалзависимые калиевые каналы
    10. Синтаза оксида азота
    11. TRPC5 канал[14]
    12. Ric8a[15]
  3. Frq модулирует Ca2+ вход через функциональное взаимодействие с α1 потенциалзависимый Ca2+-канальный подблок.[7]

Структура

NCS-1 - глобулярный белок, состоящий из десяти альфа-спиралей. Каждая из четырех пар альфа-спиралей образует независимые 12-аминокислотные петли, содержащие отрицательно заряженный кальций-связывающий домен, известный как EF-рука. Однако только три из этих EF-стрелок являются функциональными (большая часть N-концевой EF-руки не связывает кальций). Они могли быть заняты не только кальцием, но и ионами магния и цинка. [16]. NCS-1 также содержит по меньшей мере два известных белковых связывающих домена и большую открытую поверхность гидрофобной щели, содержащую EF-руки три и четыре. Существует миристоилирование мотив на N-конце, который предположительно позволяет NCS-1 связываться с липид мембраны.

Клиническое значение

Экспрессия NCS-1 увеличивается в биполярное расстройство и некоторые формы шизофрения[17] и уменьшается в воспалительное заболевание кишечника.[18] NCS-1 также был связан с аутизмом.[19] Кроме того, NCS-1 играет важную роль в интеллекте, вызывая любопытство благодаря своей функции на рецепторах дофамина D2 в зубчатой ​​извилине, увеличивая память для сложных задач. http://www.physorg.com/news172174436.html

История

NCS-1 был первоначально обнаружен в Дрозофила как мутация увеличения функции, связанная с частотно-зависимым увеличением нейротрансмиссия.[20] Позже роль в нейротрансмиссии была подтверждена в Дрозофила с помощью frq нулевые мутанты.[7] Работа в КРС хромаффинные клетки продемонстрировали, что NCS-1 также является модулятором нейротрансмиссии у млекопитающих.[21] Обозначение «NCS-1» произошло из предположения, что белок экспрессируется только в типах нейрональных клеток, что не соответствует действительности.[22]

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000107130 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  3. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ Bourne Y, Dannenberg J, Pollmann V, Marchot P, Pongs O (апрель 2001 г.). «Иммуноцитохимическая локализация и кристаллическая структура частотина человека (нейрональный датчик кальция 1)». J. Biol. Chem. 276 (15): 11949–55. Дои:10.1074 / jbc.M009373200. PMID  11092894.
  5. ^ Бургойн Р.Д. (2007). «Нейрональные сенсорные белки кальция: создание разнообразия в передаче сигналов Ca2 + нейронов». Nat. Преподобный Neurosci. 8 (3): 182–193. Дои:10.1038 / nrn2093. ЧВК  1887812. PMID  17311005.
  6. ^ Бургойн Р.Д., О'Каллаган Д.В., Хасдемир Б., Хейнс Л.П., Тепикин А.В. (2004). «Нейрональные Ca2 + -сенсорные белки: многоталантные регуляторы нейрональной функции». Тенденции Neurosci. 27 (4): 203–9. Дои:10.1016 / j.tins.2004.01.010. PMID  15046879. S2CID  24156457.
  7. ^ а б c d Дэйсон Дж. С., Ромеро-Посуэло Дж., Марин Л., Айенгар Б. Г., Клозе М. К., Феррус А., Этвуд Х. Л. (2009). «Frequenin / NCS-1 и Ca2 + -канал {альфа} 1-субъединица совместно регулируют синаптическую передачу и рост нервных окончаний». Журнал клеточной науки. 122 (22): 4109–4121. Дои:10.1242 / jcs.055095. PMID  19861494.
  8. ^ Ромеро-Посуэло Дж., Дейсон Дж. С., Этвуд Х. Л., Феррус А. (2007). «Хронические и острые изменения на функциональных уровнях Frequenins 1 и 2 показывают их роль в синаптической передаче и морфологии окончания аксонов». Европейский журнал нейробиологии. 26 (9): 2428–2443. Дои:10.1111 / j.1460-9568.2007.05877.x. HDL:10261/72998. PMID  17970740.
  9. ^ Хуэй К., Фей Г.Х., Сааб Б.Дж., Су Дж., Родер Дж.С., Фэн З.П. (2007). «Нейрональный датчик кальция-1, модуляция оптимального уровня кальция для роста нейритов». Разработка. 134 (24): 4479–4489. Дои:10.1242 / dev.008979. PMID  18039973.
  10. ^ Гомес М., Де Кастро Э, Гуарин Э, Сасакура Х, Кухара А., Мори И., Бартфай Т., Баргманн К. И., Неф П. (2001). «Передача сигналов Ca2 + через нейрональный датчик кальция-1 регулирует ассоциативное обучение и память у C. elegans». Нейрон. 30 (1): 241–8. Дои:10.1016 / S0896-6273 (01) 00276-8. PMID  11343658. S2CID  9413106.
  11. ^ а б Сааб Б.Дж., Георгиу Дж., Нат А., Ли Ф.Дж., Ван М., Михалон А., Лю Ф., Мансуй И.М., Родер Дж.С. (2009). «NCS-1 в зубчатой ​​извилине способствует исследованию, синаптической пластичности и быстрому приобретению пространственной памяти». Нейрон. 63 (5): 643–56. Дои:10.1016 / j.neuron.2009.08.014. PMID  19755107. S2CID  5321020.
  12. ^ Макдермотт, Мелисса (14 сентября 2009 г.). «Исследователи впервые обнаружили связь между интеллектом и любопытством». PHYS ORG. Получено 21 сентября 2012.
  13. ^ Schlecker C, Boehmerle W, Jeromin A, DeGray B, Varshney A, Sharma Y, Szigeti-Buck K, Ehrlich BE (2006). «Повышение активности рецептора InsP3 нейрональным сенсором кальция-1 ингибируется терапевтическими уровнями лития». J. Clin. Вкладывать деньги. 116 (6): 1668–74. Дои:10.1172 / JCI22466. ЧВК  1459068. PMID  16691292.
  14. ^ Хуэй Х., МакХью Д., Ханнан М., Цзэн Ф., Сюй С.З., Хан СУ, Левенсон Р., Бич Д.И., Вайс Д.Л. (апрель 2006 г.). «Кальций-чувствительный механизм в каналах TRPC5, способствующий замедлению роста нейритов». J. Physiol. 572 (Pt 1): 165–72. Дои:10.1113 / jphysiol.2005.102889. ЧВК  1779652. PMID  16469785.
  15. ^ Ромеро-Посуэло Дж., Дасон Дж. С., Мансилла А., Баньос-Матеос С., Сардина Дж. Л., Чавес-Санхуан А., Хурадо-Гомес Дж., Сантана Е., Атвуд Г. Л., Эрнандес-Эрнандес А., Санчес-Баррена М. Дж., Феррус А. (2014) . «Фактор обмена гуанина Ric8a связывается с датчиком Ca2 + NCS-1, чтобы регулировать количество синапсов и высвобождение нейротрансмиттеров». Журнал клеточной науки. 127 (19): 4246–4259. Дои:10.1242 / jcs.152603. PMID  25074811.
  16. ^ Цветков П.О., Роман А.Ю., Бакшеева В.Е., Назипова А.А., Шевелева М.П., ​​Владимиров В.И., Буянова М.Ф., Зинченко Д.В., Замятнин А.А., Девред Ф., Головин А.В., Пермяков С.Е., Зерный Е.Ю. (2018). «Функциональный статус нейронального сенсора кальция-1 регулируется связыванием цинка» (PDF). Границы молекулярной неврологии. 11: 459. Дои:10.3389 / fnmol.2018.00459. ЧВК  6302015. PMID  30618610.
  17. ^ Ко ПО, Анди А.С., Каббани Н., Левенсон Р., Голдман-Ракич П.С., Лидоу М.С. (2003). «Повышение регуляции нейронального сенсора кальция-1 (NCS-1) в префронтальной коре головного мозга больных шизофренией и биполярным расстройством». Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (1): 313–7. Bibcode:2003ПНАС..100..313К. Дои:10.1073 / pnas.232693499. ЧВК  140961. PMID  12496348.
  18. ^ Lourenssen S, Jeromin A, Roder J, Blennerhassett MG (2002). «Воспаление кишечника модулирует экспрессию нейронального кальциевого сенсора-1 белка синаптических пузырьков». Являюсь. J. Physiol. Гастроинтест. Физиология печени. 282 (6): G1097–104. Дои:10.1152 / ajpgi.00320.2001. PMID  12016136.
  19. ^ Хэндли М. Т., Лиан Л. Я., Хейнс Л. П., Бургойн Р. Д. (2010). «Структурные и функциональные нарушения у мутанта нейронального сенсора кальция-1, выявленные в случае расстройства аутистического спектра». PLOS ONE. 5 (5): e10534. Bibcode:2010PLoSO ... 510534H. Дои:10.1371 / journal.pone.0010534. ЧВК  2866544. PMID  20479890.
  20. ^ Pongs O, Lindemeier J, Zhu XR, Theil T, Engelkamp D, Krah-Jentgens I, Lambrecht HG, Koch KW, Schwemer J, Rivosecchi R, Mallart A, Galceran J, Canal I, Barbas A, Ferrus A (1993). «Фрекенин - новый кальций-связывающий белок, который регулирует синаптическую эффективность нервной системы дрозофилы». Нейрон. 11 (1): 15–28. Дои:10.1016 / 0896-6273 (93) 90267-У. PMID  8101711. S2CID  30422835.
  21. ^ McFerran BW, Weiss JL, Burgoyne RD (октябрь 1999 г.). «Нейрональный датчик Ca (2+) 1. Характеристика миристоилированного белка, его клеточные эффекты в пермеабилизированных хромаффинных клетках надпочечников, Ca (2 +) - независимая мембранная ассоциация и взаимодействие со связывающими белками, что предполагает роль в быстром Ca (2+ ) преобразование сигнала ". Журнал биологической химии. 274 (42): 30258–65. Дои:10.1074 / jbc.274.42.30258. PMID  10514519.
  22. ^ Неф С, Фьюмелли Х, де Кастро Э, Раес МБ, Неф П (1995). «Идентификация нейронального сенсора кальция (NCS-1), возможно, участвующего в регуляции фосфорилирования рецептора». J. Recept. Сигнал Transduct. Res. 15 (1–4): 365–78. Дои:10.3109/10799899509045227. PMID  8903951.

дальнейшее чтение

  • Дэйсон Дж. С., Ромеро-Посуэло Дж., Этвуд Х. Л., Феррус А. (апрель 2012 г.). «Множественные роли для частоты / NCS-1 в синаптической функции и развитии». Мол. Нейробиол. 45 (2): 388–402. Дои:10.1007 / s12035-012-8250-4. HDL:10261/60667. PMID  22396213. S2CID  12709387.
  • Вайс Дж. Л., Хуэй Х, Бургойн Р. Д. (ноябрь 2010 г.). «Нейрональный датчик кальция-1, регулирующий кальциевые каналы, секрецию и рост нейронов». Клетка. Мол. Нейробиол. 30 (8): 1283–92. Дои:10.1007 / s10571-010-9588-7. PMID  21104311. S2CID  2270302.

внешняя ссылка