Synapsyna I

Protein SYN1 PDB 1auv.png
Identyfikatory
SYN1
, SYN1a, SYN1b, SYNI, Synapsin I, MRX50, EPILX
Identyfikatory zewnętrzne
Ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

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

Synapsyna I to zbiorcza nazwa Synapsyny Ia i Synapsyny Ib, dwóch prawie identycznych fosfoprotein , które u ludzi są kodowane przez gen SYN1 . W swojej fosforylowanej postaci Synapsyna I może być również określana jako fosfosynaspina I. Synapsyna I jest pierwszym z białek z rodziny fosfoprotein synapsyny w pęcherzykach synaptycznych obecnych w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym. Synapsyna Ia i Ib mają zbliżoną długość i prawie taki sam skład, jednakże Synapsyna Ib zatrzymuje się przed ostatnim segmentem C-końca sekwencji aminokwasowej występującej w Synapsynie Ia.

Białko

Białko synapsyny I jest członkiem rodziny synapsyny , która jest neuronalną fosfoproteiną , która wiąże się z cytoplazmatyczną powierzchnią pęcherzyków synaptycznych . Członkowie rodziny charakteryzują się wspólnymi domenami białkowymi i są zaangażowani w synaptogenezę i modulację neuroprzekaźników , co sugeruje potencjalną rolę w kilku chorobach neuropsychiatrycznych.

Fosfoproteina odgrywa rolę w regulacji aksonogenezy i synaptogenezy . Białko służy jako substrat dla kilku różnych kinaz białkowych , a fosforylacja może działać w regulacji tego białka w zakończeniu nerwowym.

Synapsyna I występuje w dwóch izoformach białka, Synapsin Ia i Synapsin Ib, przy czym Synapsin Ib jest nieco krótszą wersją białka. Oba białka synapsyny I są wysoce zasadowe z pI w zakresie odpowiednio 10,3 i 10,2. Obie izoformy są fosforylowane w identycznych miejscach w swoich sekwencjach białkowych przy tych samych trzech resztach seryny.

Fosfoproteiny synapsyny I stanowią około 6% całkowitego białka w pęcherzykach synaptycznych. Wykazano, że u bydła, szczurów i ludzi jest w 95% homologiczny, z centralną domeną „C” zachowaną ewolucyjnie. Ta fosfoproteina jest luźno związana z błoną pęcherzykową i łatwo ulega dysocjacji przez traktowanie solą, w przeciwieństwie do detergentu wymaganego do jej usunięcia z błony.

Struktura

Białka synapsyny I składają się z kulistej części na N-końcu i wydłużonej domeny C-końcowej , co czyni je znacznie wydłużonymi. Synapsyna Ib ma te same domeny białkowe co synapsyna Ia, jednak synapsyna Ib nie ma ostatniego segmentu C-końcowego, co czyni ją nieco krótszą w swojej wydłużonej domenie. 706 aminokwasów obejmuje synapsynę Ia, a począwszy od N-końca, te same pierwsze 670 aminokwasów obejmuje synapsynę Ib.

Bogate w aminokwasy prolinę i glicynę , skład i struktura tego białka są nieco podobne do kolagenu . Pomogło to we wczesnym określeniu jego struktury za pomocą kolagenazy , co zostało później potwierdzone przez sekwencjonowanie aminokwasów i nowoczesne techniki. Rozszczepienie synapsyny I przez kolagenazę powoduje fragmentację wydłużonego C-końca i pozostawia nienaruszoną globularną domenę N-końcową.

Sekwencjonowanie aminokwasów wykazało, że synapsyna I ma wspólne N-końce w obu izoformach i ma ten sam N-końc co synapsyna II . Izoformy synapsyny I różnią się od izoform synapsyny II również ich domenami C-końcowymi. Przeprowadzono dalsze badania nad wzajemnymi oddziaływaniami synapsyny I, synapsyny II i synapsyny III w celu stworzenia heterodimerów białek w komórkach COS .

Funkcjonować

Synapsyna I jest obecna w zakończeniach nerwowych aksonów, szczególnie w błonach pęcherzyków synaptycznych na podstawie immunocytochemii. Ta fosfoproteina jest endogennym substratem związanym z błoną pęcherzykową. Jest fosforylowana przez cztery znane klasy kinaz białkowych , w tym kinazy aktywowane przez cAMP , wapń/kalmodulinę, mitogen i cyklinę . Obie izoformy mają te same sześć miejsc fosforylacji:

N-końcowa domena globularna zawiera trzy miejsca: miejsce fosforylacji, w której pośredniczy kinaza białkowa zależna od cAMP, blisko końca w domenie A i dwa miejsca dalej, w domenie B, w której pośredniczy kinaza białkowa aktywowana mitogenem (kinaza MAP). Część ogonowa białka, koniec C, zawiera trzy miejsca fosforylacji: dwa miejsca, w których kinaza białkowa II zależna od wapnia/kalmoduliny , oraz trzecie miejsce, w którym działa kinaza białkowa MAP i zależna od cyklin kinaza białkowa (CDK) działa. Specyficzność wiązania kinazy białkowej zależnej od wapnia/kalmoduliny z synapsyną I jest bardzo wysoka w porównaniu z innymi białkami substratowymi. Cykliczna kinaza białkowa zależna od AMP jest wyjątkowa pod względem mechanizmu aktywacji. Kinaza białkowa składa się z dwóch podjednostek regulatorowych (R) i dwóch podjednostek katalitycznych (C), tworząc tetrameryczny holoenzym. Cykliczny AMP wiąże się z podjednostkami regulatorowymi kinazy białkowej zależnej od cAMP i powoduje dysocjację jej podjednostek regulatorowych od podjednostek katalitycznych, tworząc aktywną postać kinazy. Ta aktywna postać kinazy białkowej katalizuje fosforylację synapsyny I. Fosforylowana forma synapsyny I jest określana jako fosfosynapsyna I.

Depolaryzacja błony presynaptycznej indukuje napływ jonów wapnia do aksonalnych zakończeń nerwowych neuronów i zwiększa wewnątrzkomórkowe stężenie jonów wapnia. Wykazano, że synapsyna I jest fosforylowana przez ten napływ wapnia. Jon wapnia Ca2 + wiąże się z kalmoduliną, tworząc kompleks wapń/kalmodulina, który następnie aktywuje zależną od wapnia/kalmoduliny kinazę białkową, wyzwalając z kolei fosforylację. Zależna od wapnia/kalmoduliny fosforylacja synapsyny I powoduje dysocjację synapsyny I od błony pęcherzykowej.

W zakończeniu nerwowym znajdują się dwie pule pęcherzyków synaptycznych, pula rezerwowa i pula gotowego uwalniania. Pula rezerwowa odnosi się do pęcherzyków synaptycznych, które nie są gotowe do uwalniania neuroprzekaźników, a pula gotowego uwalniania odnosi się do pęcherzyków, które są przygotowane do uwalniania swoich neuroprzekaźników przez presynaptyczną błonę cytoplazmatyczną i do szczeliny synaptycznej. Uważa się, że usunięcie synapsyny I z pęcherzyków synaptycznych mobilizuje pęcherzyki synaptyczne z puli rezerwowej do puli gotowej do uwolnienia, modulując w ten sposób uwalnianie neuroprzekaźników. Ponieważ jest obecna tylko w pęcherzykach w puli rezerwowej, niefosforylowana postać synapsyny I jest uważana za hamujący regulator przekaźnictwa nerwowego.

Interakcje

Wykazano, że białko synapsyny I oddziałuje z NOS1AP i SYN2 .

Znaczenie kliniczne

Mutacje w genie SYN1 mogą być związane z zaburzeniami sprzężonymi z chromosomem X z pierwotną degeneracją neuronów, takimi jak zespół Retta .

Odkrycie

Pierwszy członek rodziny synapsyny, synapsyna I, został początkowo zaobserwowany w 1973 roku jako białko błony neuronalnej, które było fosforylowane przez związaną z błoną kinazę białkową zależną od cAMP . Synapsynę I wykryto za pomocą radioaktywnego P-32 wprowadzonego do nieznanego białka poprzez fosforylację, stosując nowo opracowaną technikę: połączenie elektroforezy żelowej SDS i autoradiografii. Ta przełomowa technika umożliwiła postęp w analizie białek fosforylowanych i umożliwiła identyfikację specyficznych białek. Osiągnięto to przez pomiar radioaktywności za pomocą autoradiografii poszczególnych prążków białek fosforylowanych przez radioaktywny ATP, który jest radioznakowany P-32 przy gammafosforanie.

W 1977 roku w tym samym laboratorium na Uniwersytecie Yale ta pierwsza neuronalna fosfoproteina została oczyszczona i wstępnie scharakteryzowana przez Tetsufumi Ueda i laureata Nagrody Nobla Paula Greengarda . Pierwotnie nazwany Białkiem I, został znaleziony jako endogenny substrat dla kinazy białkowej zależnej od cAMP w błonie synaptycznej mózgu szczura i był pierwszym białkiem kolagenowym opisanym w układzie nerwowym.

Dalsza lektura


Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Synapsin_I&oldid=1079533607 ”