Синаптоянин - Википедия - Synaptojanin

синаптоянин 1
Идентификаторы
СимволSYNJ1
Ген NCBI8867
HGNC11503
OMIM604297
RefSeqNM_003895
UniProtO43426
Прочие данные
LocusChr. 21 год q22.2
синаптоянин 2
Идентификаторы
СимволSYNJ2
Ген NCBI8871
HGNC11504
OMIM609410
RefSeqNM_003898
UniProtO15056
Прочие данные
LocusChr. 6 q25.3

Синаптоянин это белок участвует в отслаивании пузырьков в нейроны. Это важный нормативный липид фосфатаза. Это дефосфорилаты должность Д-5 фосфат из фосфатидилинозит (3,4,5) -трисфосфат (PIP3) и Фосфатидилинозитол (4,5) -бисфосфат (PIP2). Он принадлежит к семейству 5-фосфатаз, структурно не связанных с D-3. инозитол фосфатазы, подобные PTEN. Другие члены семейства 5'-фосфоинозитид-фосфатаз включают OCRL, SHIP1, SHIP2, INPP5J, INPP5E, INPP5B, INPP5A и SKIP.

Семья синаптоянинов

Семейство синаптоянинов включает белки, которые играют ключевую роль в восстановлении синаптических пузырьков в синапс.[1] Обычно везикулы, содержащие нейротрансмиттеры слиться с пресинаптической клеткой, чтобы высвободить нейротрансмиттер в синаптическую щель. Это высвобождение нейротрансмиттеров, которые позволяют нейрону общаться в нервной системе. Восстановление везикулы называется эндоцитозом и важно для восстановления пресинаптической клетки новым нейромедиатором.

Synaptojanin 1 и Synaptojanin 2 - два основных белка в семействе синаптоянинов. Синаптоянин 2 можно подразделить на синаптоянин 2a и синаптоянин 2b.[2]

Считается, что механизм восстановления везикул включает в себя синаптоянин, привлекающий белок клатрин, который покрывает везикулы и инициирует эндоцитоз везикул.

Синаптоянины состоят из трех доменов. Первый - это центральный домен инозитол-5-фосфатазы, который может действовать как на PIP2 и PIP3. Второй - это N-концевой Sac1-подобный домен инозитолфосфатазы, который in vitro может гидролизовать PIP и PIP.2 к П.И. Третий - это С-концевой домен, который богат аминокислотой пролином и взаимодействует с несколькими белками, также участвующими в эндоцитозе везикул.[1] В частности, c-концевой домен взаимодействует с амфифизином, эндофилином, DAP160 / интерсектином, синдапином и Eps15. Функция эндофилина, по-видимому, связана с партнером по связыванию синаптоянина, так что он может взаимодействовать с другими белками и участвует в образовании мелких ямок, покрытых клатрином. Dap160 - это белок молекулярного каркаса, который участвует в рекрутировании актина. Dynamin - это GTPase, участвующая в почковании пузырьков, специфически модулирующая отделение пузырька от нейрональной мембраны.[3] Динамин, по-видимому, играет более значительную роль в формировании нейритов, потому что он играет роль защемления пузырьков и возможности его рециркуляции белков плазматической мембраны и рецепторов факторов роста.[4]

Мутации в Synaptojanin 1 связаны с аутосомно-рецессивным ранним началом. паркинсонизм.[5]

Роль в развитии

Считается, что синаптоянин, взаимодействуя с различными белками и молекулами, играет роль в развитии нервной системы.

Эфрин

Было обнаружено, что на синаптоянин 1 влияет белок эфрин.[6] Эфрин является хеморепеллентом, что означает, что его взаимодействие с белками приводит к инактивации или замедлению процессов, когда речь идет о миграции нейронов. Рецептор эфрина называется Eph и представляет собой рецепторную тирозинкиназу.[6] После активации рецептора Eph синаптоянин 1 фосфорилируется в богатом пролином домене и ингибируется от связывания с любым из его естественных партнеров по связыванию.[7] Следовательно, присутствие эфрина инактивирует эндоцитоз везикул.

Кальций

Было показано, что приток кальция в нейрон активирует множество молекул, включая некоторые кальций-зависимые фосфатазы, которые активируют синаптоянин.[8]

Мембраны

Миграция нейронов во время развития включает распространение нейрита вдоль внеклеточного матрикса. Это расширение руководствуется конус роста. Однако фактическое расширение нейрита включает в себя введение мембранных липидов сразу за растущим.[9] Фактически, мембраны могут переходить от дегенерирующих расширений к удлинняющимся.[10] Синаптоянин был предложен в качестве механизма, с помощью которого мембранные липиды могут перемещаться вокруг развивающегося нейрона.[9]

Рецепторы

Во время развития рецепторы перемещаются вокруг конус роста. Этот трафик включает эндоцитоз везикул. В присутствии фактора роста нервов (NGF) рецепторы TrkA передаются на стимулируемую сторону конуса роста.[8] Кроме того, кальций и глутамат стимулируют перенос рецепторов AMPA на стимулируемую сторону конуса роста.[11] Оба этих рецептора передаются через синаптоянин.

Модельные организмы

Модельные организмы были использованы при изучении функции Synaptojanin. Условный нокаутирующая мышь линия синаптоянина 2, называемая Synj2tm1a (EUCOMM) Wtsi[16][17] был создан как часть Международный консорциум Knockout Mouse программа - проект высокопроизводительного мутагенеза для создания и распространения моделей болезней на животных среди заинтересованных ученых - в Wellcome Trust Sanger Institute.[18][19][20]

Самцы и самки животных прошли стандартизованный фенотипический скрининг для определения последствий удаления.[14][21] Было проведено двадцать два испытания на мутант мышей, но никаких существенных отклонений не наблюдалось.[14]

Рекомендации

  1. ^ а б Монтесинос М.Л., Кастеллано-Муньос М., Гарсия-Юнко-Клементе П., Фернандес-Чакон Р. (сентябрь 2005 г.). «Рециклинг и белки домена EH в синапсе». Brain Res. Brain Res. Rev. 49 (2): 416–28. Дои:10.1016 / j.brainresrev.2005.06.002. PMID  16054223. S2CID  20738882.
  2. ^ Nemoto Y, Wenk MR, Watanabe M, Daniell L, Murakami T., Ringstad N, Yamada H, Takei K, De Camilli P (ноябрь 2001 г.). «Идентификация и характеристика изоформы сплайсинга синаптоянина 2, преимущественно экспрессируемой в нервных окончаниях». J. Biol. Chem. 276 (44): 41133–42. Дои:10.1074 / jbc.M106404200. PMID  11498538.
  3. ^ Verstreken P, Koh TW, Schulze KL, Zhai RG, Hiesinger PR, Zhou Y, Mehta SQ, Cao Y, Roos J, Bellen HJ (ноябрь 2003 г.). «Синаптоянин задействуется эндофилином, чтобы способствовать снятию оболочки синаптических пузырьков». Нейрон. 40 (4): 733–48. Дои:10.1016 / S0896-6273 (03) 00644-5. PMID  14622578. S2CID  14150492.
  4. ^ Торре Э., МакНивен М.А., Уррутия Р. (декабрь 1994 г.). «Обработка антисмысловым олигонуклеотидом динамином 1 предотвращает образование нейритов в культивируемых нейронах гиппокампа». J. Biol. Chem. 269 (51): 32411–7. PMID  7798241.
  5. ^ Quadri M, Fang M, Picillo M, Olgiati S, Breedveld GJ, Graafland J, Wu B, Xu F, Erro R, Amboni M, Pappatà S, Quarantelli M, Annesi G, Quattrone A, Chien HF, Barbosa ER, Oostra BA , Бароне П., Ван Дж, Бонифати В. (2013). «Мутация в гене SYNJ1, связанная с аутосомно-рецессивным паркинсонизмом с ранним началом». Гм. Мутат. 34 (9): 1208–15. Дои:10.1002 / humu.22373. PMID  23804577. S2CID  5715092.
  6. ^ а б Хоппер Н.А., О'Коннор В. (май 2005 г.). «Эфрин закаляет двуликий синаптоянин 1». Nat. Cell Biol. 7 (5): 454–6. Дои:10.1038 / ncb0505-454. PMID  15867929. S2CID  19812387.
  7. ^ Ирие Ф., Окуно М., Паскуале Э.Б., Ямагути Ю. (май 2005 г.). «Передача сигналов EphrinB-EphB регулирует клатрин-опосредованный эндоцитоз посредством фосфорилирования тирозина синаптоянина 1». Nat. Cell Biol. 7 (5): 501–9. Дои:10.1038 / ncb1252. ЧВК  1473167. PMID  15821731.
  8. ^ а б Тодзима Т., Акияма Х., Итофуса Р., Ли Й., Катаяма Х., Мияваки А., Камигучи Х. (январь 2007 г.). «Привлекательное ведение аксонов включает асимметричный мембранный транспорт и экзоцитоз в конусе роста». Nat. Неврологи. 10 (1): 58–66. Дои:10.1038 / nn1814. PMID  17159991. S2CID  10762264.
  9. ^ а б Bonanomi D, Fornasiero EF, Valdez G, Halegoua S, Benfenati F, Menegon A, Valtorta F (ноябрь 2008 г.). «Идентификация регулируемого путем развития пути восстановления мембраны в конусах роста нейронов». J. Cell Sci. 121 (Pt 22): 3757–69. Дои:10.1242 / jcs.033803. ЧВК  2731302. PMID  18940911.
  10. ^ Шенкленд М., Бентли Д., Гудман С.С. (август 1982 г.). «Афферентная иннервация формирует структуру дендритного ветвления медиального гигантского интернейрона у зародышей кузнечиков, выращенных в культуре». Dev. Биол. 92 (2): 507–20. Дои:10.1016/0012-1606(82)90195-6. PMID  7117697.
  11. ^ Гонг Л.В., Де Камилли П. (ноябрь 2008 г.). «Регулирование постсинаптических ответов AMPA синаптоянином 1». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105 (45): 17561–6. Bibcode:2008PNAS..10517561G. Дои:10.1073 / pnas.0809221105. ЧВК  2579885. PMID  18987319.
  12. ^ "Сальмонелла данные о заражении для Synj2 ". Wellcome Trust Институт Сэнгера.
  13. ^ "Citrobacter данные о заражении для Synj2 ". Wellcome Trust Институт Сэнгера.
  14. ^ а б c Гердин А.К. (2010). "Программа генетики Sanger Mouse: характеристика мышей с высокой пропускной способностью". Acta Ophthalmologica. 88 (S248). Дои:10.1111 / j.1755-3768.2010.4142.x. S2CID  85911512.
  15. ^ Портал ресурсов мыши, Институт Wellcome Trust Sanger.
  16. ^ «Международный консорциум нокаут-мышей».
  17. ^ "Информатика генома мыши".
  18. ^ Skarnes, W. C .; Rosen, B .; West, A. P .; Koutsourakis, M .; Бушелл, Вт .; Iyer, V .; Mujica, A.O .; Thomas, M .; Harrow, J .; Cox, T .; Джексон, Д .; Severin, J .; Biggs, P .; Fu, J .; Нефедов, М .; Де Йонг, П. Дж .; Стюарт, А. Ф .; Брэдли, А. (2011). «Ресурс условного нокаута для полногеномного исследования функции генов мыши». Природа. 474 (7351): 337–342. Дои:10.1038 / природа10163. ЧВК  3572410. PMID  21677750.
  19. ^ Долгин Е. (июнь 2011 г.). "Библиотека мыши настроена на нокаут". Природа. 474 (7351): 262–3. Дои:10.1038 / 474262a. PMID  21677718.
  20. ^ Коллинз Ф.С., Россант Дж., Вурст В. (январь 2007 г.). «Мышь по всем причинам». Клетка. 128 (1): 9–13. Дои:10.1016 / j.cell.2006.12.018. PMID  17218247. S2CID  18872015.
  21. ^ ван дер Вейден Л., Уайт Дж. К., Адамс Д. Д., Логан Д. В. (2011). «Набор инструментов генетики мышей: раскрытие функции и механизма». Геном Биол. 12 (6): 224. Дои:10.1186 / gb-2011-12-6-224. ЧВК  3218837. PMID  21722353.

внешняя ссылка