Białko Gap-43

LUKA43
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologów:
Identyfikatory
, B-50, PP46, białko związane ze wzrostem 43,
identyfikatory zewnętrzne GAP-43
ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

Białko związane ze wzrostem 43 ( GAP43 ) jest białkiem kodowanym przez gen GAP43 u ludzi.

GAP43 jest nazywany białkiem „wzrostu” lub „plastyczności”, ponieważ ulega ekspresji na wysokim poziomie w czopkach wzrostu neuronów podczas rozwoju i regeneracji aksonów, i jest fosforylowany po długotrwałym wzmocnieniu i po uczeniu się. [ potrzebne źródło ]

GAP43 jest kluczowym składnikiem aksonu i terminala presynaptycznego . Jego mutacja zerowa prowadzi do śmierci w ciągu kilku dni po urodzeniu z powodu defektów w znajdowaniu ścieżek aksonów.

Synonimy

GAP43 jest również określany jako:

  • białko F1
  • neuromodulina
  • neuronowa fosfoproteina B-50
  • białko błony aksonalnej GAP-43
  • białko wiążące kalmodulinę P-57
  • peptyd związany ze wzrostem nerwów GAP43
  • białko związane ze wzrostem neuronów 43

Funkcjonować

GAP43 jest białkiem cytoplazmatycznym specyficznym dla tkanki nerwowej , które może być przyłączone do błony poprzez sekwencję podwójnej palmitoilacji na cysteinach 3 i 4. Sekwencja ta kieruje GAP43 do tratw lipidowych . Jest głównym substratem kinazy białkowej C ( PKC ) i uważa się, że odgrywa kluczową rolę w tworzeniu, regeneracji i plastyczności neurytów . Rola GAP-43 w rozwoju OUN nie ogranicza się do wpływu na aksony: jest również składnikiem centrosomu , a różnicujące się neurony, które nie wykazują ekspresji GAP-43, wykazują błędną lokalizację centrosomu i wrzecion mitotycznych , szczególnie w neurogennych podziałach komórkowych . W konsekwencji w móżdżku pula prekursorów neuronów nie rozszerza się normalnie, a móżdżek jest znacznie mniejszy.

Kilka różnych laboratoriów badających to samo białko, obecnie nazywane GAP43, początkowo używało różnych nazw. Został on oznaczony jako F1, następnie B-50, następnie GAP43, pp46 i wreszcie neuromodulina, a każda nazwa odzwierciedla inną funkcję tej samej cząsteczki. F1 był zlokalizowany w synapsach i zwiększał swoją fosforylację jeden dzień po nauce. Jednak F1 nie był zależny od kinazy cAMP. B-50 był regulowany przez przysadkowy peptyd ACTH i był związany z zachowaniem pielęgnacyjnym. W przypadku GAP-43 określono go jako białko związane ze wzrostem, ponieważ jego synteza była regulowana w górę podczas regeneracji aksonów. Pp46 był skoncentrowany w neuronalnych stożkach wzrostu i dlatego postulowano, że odgrywa ważną rolę w rozwoju mózgu. W przypadku neuromoduliny wykazano, że silnie wiąże ona kalmodulinę .

GAP43, wybór konsensusu dla jego oznaczenia, jest białkiem specyficznym dla układu nerwowego, które jest przyłączone do błony poprzez sekwencję podwójnej palmitoilacji na cysteinach 3 i 4, chociaż może istnieć w niezwiązanej postaci w cytoplazmie . Ta podwójna sekwencja umożliwia asocjację 4,5-bisfosforanu fosfatydyloinozytolu [PI(4,5)P2] lub PIP2 z aktyną , ułatwiając jej polimeryzację, regulując w ten sposób strukturę neuronów. Może to nastąpić w tratwie lipidowej, aby podzielić i zlokalizować ruchliwość filopodiów w stożkach wzrostu w rozwijających się mózgach, a także może przebudować zakończenia presynaptyczne u dorosłych w sposób zależny od aktywności. GAP-43 jest także substratem kinazy białkowej C (PKC). Fosforylacja seryny-41 na GAP-43 przez PKC reguluje tworzenie neurytów, regenerację i plastyczność synaptyczną.

Ze względu na asocjację i potencjalne wiązanie GAP43 z wieloma różnymi cząsteczkami, w tym PKC, PIP2 , aktyną , kalmoduliną , spektryną , palmitynianem, synaptofizyną , amyloidem i białkiem tau , przydatne może być myślenie o GAP43 jako białku adaptorowym znajdującym się w terminal w supramolekularnym kompleksie regulującym funkcje terminali presynaptycznych, w szczególności dwukierunkową komunikację z procesem postsynaptycznym. Jego ważna rola w pamięci i przechowywaniu informacji jest wykonywana poprzez biologiczne mechanizmy komórkowe fosforylacji, palmitoilacji , interakcji białko-białko i przebudowy strukturalnej poprzez polimeryzację aktyny .

Znaczenie kliniczne

Ludzie z delecją w jednym allelu genu GAP43 nie tworzą spoidła kresomózgowia i są niepełnosprawni intelektualnie.

Organizmy modelowe

W badaniu funkcji GAP43 wykorzystano organizmy modelowe . Linia myszy z warunkowym nokautem , zwana Gap43 tm1a (EUCOMM) Wtsi, została wygenerowana w ramach programu International Knockout Mouse Consortium - wysokowydajnego projektu mutagenezy mającego na celu generowanie i dystrybucję zwierzęcych modeli chorób do zainteresowanych naukowców. Samce i samice zwierząt poddano standaryzowanemu badaniu fenotypowemu w celu określenia skutków delecji. Przeprowadzono dwadzieścia pięć testów na zmutowanych myszach i zaobserwowano dwie znaczące nieprawidłowości. Żadna homozygotyczna zmutowana mysz nie przeżyła do odsadzenia . Pozostałe testy przeprowadzono na heterozygotycznych dorosłych myszach i u tych zwierząt zaobserwowano podwyższone poziomy IgG1 .

Badania nad inną homozygotyczną linią myszy z nokautem GAP43 wykazały, że jest ona śmiertelna kilka dni po urodzeniu, ponieważ odgrywa kluczową rolę w rozwoju ośrodkowego układu nerwowego ssaków. Spoidła telencefaliczne nie tworzą się, aferenty wzgórzowo-korowe są źle ukierunkowane, zwłaszcza w korze somatosensorycznej, zwłaszcza beczkowatej. GAP43 jest nie tylko ważny dla celowania w aksony podczas rozwoju, ale wykazano, że jest również ważny dla utrzymania struktury i dynamiki włókien aksonalnych i ich zakończeń synaptycznych u gryzoni typu dzikiego, zarówno w normalnych warunkach, jak i podczas uszkodzeń aksonalnych. kiełkowanie. Móżdżek jest również dotknięty. GAP43 jest również haploniewystarczający dla fenotypów korowych, a nasilenie fenotypu ukierunkowanego na akson jest bezpośrednio związane ze stopniem, w jakim dotknięte aksony są fosforylowane przez PKC , co sugeruje, że aksony wymagają funkcjonalnego progu fosforylowanego GAP43 do kierowania normalnie. Co więcej, wzrost powyżej tego progu u myszy GAP43 może poprawić uczenie się, a także ułatwić fizjologiczny model uczenia się, długoterminowe wzmocnienie (LTP). Jednak dalsze wzbogacenie powyżej pewnego poziomu może być niszczące dla funkcji poznawczych. [ potrzebne źródło ]

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gap-43_protein&oldid=1041408554 ”