Neuronální senzor vápníku-1 - Neuronal calcium sensor-1
Neuronální senzor vápníku-1 (NCS-1) také známý jako Frequenin homolog (Drosophila) (frekvence) je a protein který je kódován FREKVENCE gen u lidí.[4] NCS-1 je členem neuronální senzor vápníku rodina,[5] třída EF ruka obsahující proteiny vápník-myristoyl-switch.[6]
Funkce
NCS-1 reguluje synaptický přenos,[7] pomáhá řídit dynamiku růstu nervových zakončení,[8][9][7] je rozhodující pro některé formy učení se a Paměť v C. elegans[10] a savci,[11] reguluje kortikohippocampal plasticita; a zvýšení hladin NCS-1 v myši zubatý gyrus zvyšuje spontánní průzkum bezpečného prostředí,[11] potenciálně spojující NCS-1 s zvědavost.[12]
NCS-1 je kalciový senzor, nikoli kalciový pufr (chelátor ); jedná se tedy o vysoce afinitní, nízkokapacitní protein vázající vápník.
Frq může v některých situacích nahradit klimodulin. Předpokládá se, že je spojován s neuronálními sekrečními vezikuly a reguluje neurosekreci.
- Je to Ca2+- snímací podjednotka kvasinkového fosfatidylinositolu (PtdIns) -4-OH kinázy, PIK1
- Váže se na mnoho bílkovin, některé jsou závislé na vápníku a jiné způsoby nezávislé na vápníku, a mnoho z cílů „zapíná“ (některé vypíná).
- Kalcineurin (proteinová fosfatáza 2B)
- GRK2 (Kináza receptoru spřaženého s G-proteinem 2)
- D2 dopaminový receptor
- IL1RAPL1 (interleukin-1 receptor doplňkový protein podobný 1 proteinu)
- PI4KIIIβ (fosfatidylinositol 4-kináza β typu III)
- Receptor IP3 (tato aktivita je inhibována lithiem - léčivem používaným k léčbě bipolární porucha )[13]
- 3 ', 5'-cyklický nukleotid fosfodiesterázy
- ARF1 (ADP Ribosylační faktor 1)
- Typ (K.proti4.3; Shal související podčeleď, člen 3) napěťově řízené draslíkové kanály
- Syntáza oxidu dusnatého
- TRPC5 kanál[14]
- Ric8a[15]
- Frq moduluje Ca2+ vstup prostřednictvím funkční interakce s α1 napěťově řízený Ca2+-kanálová podjednotka.[7]
Struktura
NCS-1 je globulární protein skládající se z deseti alfa-šroubovic. Čtyři páry alfa-šroubovic každý tvoří nezávislé smyčky 12-aminokyselin obsahující negativně nabitou doménu vázající vápník známou jako EF ruka. Pouze tři z těchto EF rukou jsou však funkční (nejvíce N-koncová EF ruka neváže vápník). Mohly být obsazeny nejen vápníkem, ale také ionty hořčíku a zinku [16]. NCS-1 také obsahuje alespoň dvě známé domény vázající protein a velkou povrchově exponovanou hydrofobní štěrbinu obsahující EF-ruce tři a čtyři. Tady je myristoylace motiv na N-konci, který pravděpodobně umožňuje NCS-1 se spojit s lipid membrány.
Klinický význam
Exprese NCS-1 se zvyšuje v bipolární porucha a některé formy schizofrenie[17] a klesá v zánětlivé onemocnění střev.[18] NCS-1 byl také spojen s autismem.[19] Navíc je NCS-1 významný v inteligenci při vytváření zvědavosti svou funkcí na dopaminových D2 receptorech v zubatém gyrusu, což zvyšuje paměť pro složité úkoly. http://www.physorg.com/news172174436.html
Dějiny
NCS-1 byl původně objeven v Drosophila jako mutace zesílení funkce spojená s frekvenčně závislým nárůstem v neurotransmise.[20] Role v neurotransmisi byla později potvrzena v Drosophila použitím frq nulové mutanty.[7] Práce ve skotu chromafinové buňky prokázal, že NCS-1 je také modulátorem neurotransmise u savců.[21] Označení „NCS-1“ vycházelo z předpokladu, že protein byl exprimován pouze v typech neuronových buněk, což však není tento případ.[22]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000107130 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ Bourne Y, Dannenberg J, Pollmann V, Marchot P, Pongs O (duben 2001). "Imunocytochemická lokalizace a krystalová struktura lidského kmiteninu (neuronální kalciový senzor 1)". J. Biol. Chem. 276 (15): 11949–55. doi:10,1074 / jbc.M009373200. PMID 11092894.
- ^ Burgoyne RD (2007). „Neuronální vápníkové senzorové proteiny: generování diverzity v neuronální Ca2 + signalizaci“. Nat. Rev. Neurosci. 8 (3): 182–193. doi:10.1038 / nrn2093. PMC 1887812. PMID 17311005.
- ^ Burgoyne RD, O'Callaghan DW, Hasdemir B, Haynes LP, Tepikin AV (2004). "Neuronální Ca2 + -senzorové proteiny: multitalentované regulátory neuronální funkce". Trendy Neurosci. 27 (4): 203–9. doi:10.1016 / j.tins.2004.01.010. PMID 15046879. S2CID 24156457.
- ^ A b C d Dason JS, Romero-Pozuelo J, Marin L, Iyengar BG, Klose MK, Ferrus A, Atwood HL (2009). „Frequenin / NCS-1 a Ca2 + -kanál {alfa} 1-podjednotka společně regulují synaptický přenos a růst terminálu nervů“. Journal of Cell Science. 122 (22): 4109–4121. doi:10,1242 / jcs.055095. PMID 19861494.
- ^ Romero-Pozuelo J, Dason JS, Atwood HL, Ferrus A (2007). „Chronické a akutní změny ve funkčních úrovních frekvencí 1 a 2 odhalují jejich role v synaptickém přenosu a terminální morfologii axonů“. European Journal of Neuroscience. 26 (9): 2428–2443. doi:10.1111 / j.1460-9568.2007.05877.x. hdl:10261/72998. PMID 17970740.
- ^ Hui K, Fei GH, Saab BJ, Su J, Roder JC, Feng ZP (2007). „Neuronální vápníkový senzor-1 modulace optimální hladiny vápníku pro růst neuritů“. Rozvoj. 134 (24): 4479–4489. doi:10,1242 / dev.008979. PMID 18039973.
- ^ Gomez M, De Castro E, Guarin E, Sasakura H, Kuhara A, Mori I, Bartfai T, Bargmann CI, Nef P (2001). „Signalizace Ca2 + přes neuronální kalciový senzor-1 reguluje asociativní učení a paměť u C. elegans“. Neuron. 30 (1): 241–8. doi:10.1016 / S0896-6273 (01) 00276-8. PMID 11343658. S2CID 9413106.
- ^ A b Saab BJ, Georgiou J, Nath A, Lee FJ, Wang M, Michalon A, Liu F, Mansuy IM, Roder JC (2009). „NCS-1 v zubatém gyru podporuje průzkum, synaptickou plasticitu a rychlé získávání prostorové paměti“. Neuron. 63 (5): 643–56. doi:10.1016 / j.neuron.2009.08.014. PMID 19755107. S2CID 5321020.
- ^ McDermott, Melissa (14. září 2009). „Vědci objevili vůbec první souvislost mezi inteligencí a zvědavostí“. PHYS ORG. Citováno 21. září 2012.
- ^ Schlecker C, Boehmerle W, Jeromin A, DeGray B, Varshney A, Sharma Y, Szigeti-Buck K, Ehrlich BE (2006). „Zvýšení aktivity receptoru InsP3 na neuronální kalciový senzor-1 je inhibováno terapeutickými hladinami lithia“. J. Clin. Investovat. 116 (6): 1668–74. doi:10,1172 / JCI22466. PMC 1459068. PMID 16691292.
- ^ Hui H, McHugh D, Hannan M, Zeng F, Xu SZ, Khan SU, Levenson R, Beech DJ, Weiss JL (duben 2006). „Mechanismus detekce vápníku v TRPC5 kanálech přispívající k zpomalení růstu neuritů“. J. Physiol. 572 (Pt 1): 165–72. doi:10.1113 / jphysiol.2005.102889. PMC 1779652. PMID 16469785.
- ^ Romero-Pozuelo J, Dason JS, Mansilla A, Baños-Mateos S, Sardina JL, Chaves-Sanjuán A, Jurado-Gómez J, Santana E, Atwood HL, Hernández-Hernández A, Sánchez-Barrena MJ, Ferrús A (2014) . „Faktor výměny guaninu Ric8a se váže na senzor Ca2 + NCS-1 a reguluje počet synapsí a uvolňování neurotransmiteru“. Journal of Cell Science. 127 (19): 4246–4259. doi:10,1242 / jcs.152603. PMID 25074811.
- ^ Tsvetkov PO, Roman AY, Baksheeva VE, Nazipova AA, Shevelyova MP, Vladimirov VI, Buyanova MF, Zinchenko DV, Zamyatnin AA, Devred F, Golovin AV, Permyakov SE, Zernii EY (2018). „Funkční stav neuronálního vápníkového senzoru-1 je modulován zinkovou vazbou“ (PDF). Hranice v molekulární neurovědě. 11: 459. doi:10.3389 / fnmol.2018.00459. PMC 6302015. PMID 30618610.
- ^ Koh PO, Undie AS, Kabbani N, Levenson R, Goldman-Rakic PS, Lidow MS (2003). „Up-regulace neuronálního kalciového senzoru-1 (NCS-1) v prefrontální kůře schizofrenních a bipolárních pacientů“. Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (1): 313–7. Bibcode:2003PNAS..100..313K. doi:10.1073 / pnas.232693499. PMC 140961. PMID 12496348.
- ^ Lourenssen S, Jeromin A, Roder J, Blennerhassett MG (2002). „Intestinální zánět moduluje expresi neuronálního vápníkového senzoru-1 synaptického vezikulu.“ Dopoledne. J. Physiol. Gastrointest. Játra Physiol. 282 (6): G1097–104. doi:10.1152 / ajpgi.00320.2001. PMID 12016136.
- ^ Handley MT, Lian LY, Haynes LP, Burgoyne RD (2010). „Strukturální a funkční deficity u mutantu neuronálního vápníku senzoru 1 identifikovaného v případě poruchy autistického spektra“. PLOS ONE. 5 (5): e10534. Bibcode:2010PLoSO ... 510534H. doi:10.1371 / journal.pone.0010534. PMC 2866544. PMID 20479890.
- ^ 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). „Frequenin - nový protein vázající vápník, který moduluje synaptickou účinnost v nervovém systému Drosophila“. Neuron. 11 (1): 15–28. doi:10.1016 / 0896-6273 (93) 90267-U. PMID 8101711. S2CID 30422835.
- ^ McFerran BW, Weiss JL, Burgoyne RD (říjen 1999). „Neuronální senzor Ca (2+) 1. Charakterizace myristoylovaného proteinu, jeho buněčné účinky v permeabilizovaných buňkách adrenálního chromafinu, asociace membrány nezávislá na Ca (2+) a interakce s vazebnými proteiny, což naznačuje roli v rychlém Ca (2+) ) přenos signálu ". Journal of Biological Chemistry. 274 (42): 30258–65. doi:10.1074 / jbc.274.42.30258. PMID 10514519.
- ^ Nef S, Fiumelli H, de Castro E, Raes MB, Nef P (1995). "Identifikace neuronálního vápníkového senzoru (NCS-1), který se pravděpodobně podílí na regulaci fosforylace receptoru". J. Recept. Transdukce signálu. Res. 15 (1–4): 365–78. doi:10.3109/10799899509045227. PMID 8903951.
Další čtení
- Dason JS, Romero-Pozuelo J, Atwood HL, Ferrús A (duben 2012). "Více rolí pro frekvenin / NCS-1 v synaptické funkci a vývoji". Mol. Neurobiol. 45 (2): 388–402. doi:10.1007 / s12035-012-8250-4. hdl:10261/60667. PMID 22396213. S2CID 12709387.
- Weiss JL, Hui H, Burgoyne RD (listopad 2010). "Neuronální kalciový senzor-1 regulace vápníkových kanálů, sekrece a růst neuronů". Buňka. Mol. Neurobiol. 30 (8): 1283–92. doi:10.1007 / s10571-010-9588-7. PMID 21104311. S2CID 2270302.