Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Синаптотагмін англ synaptotagmin трансмембранний кальцій зв язуючий білок який відіграє важливу роль у внутрішньоклітинн

Синаптотагмін

Синаптотагмін

Синаптотагмін (англ. synaptotagmin) - трансмембранний кальцій-зв'язуючий білок, який відіграє важливу роль у внутрішньоклітинному мембранному транспорті.

image
Синаптотагмін і SNARE-комплекс. Синаптотагмін (показаний зверху рожевим кольором) пов'язаний з мембраною секреторної везикули трансмембранним доменом. Два кальцій-зв'язуючих домени (C2A і C2B; іони кальцію показані червоним кольором) беруть участь у взаємодії з білком SNAP-25 трибілкового комплексу SNARE

Відкриття

Використовуючи методи біохімії та молекулярної біології, лауреат Нобелівської премії з фізіології або медицини Томас Зюдгоф (Стенфордський університет, США) ідентифікував білки, що відіграють важливу роль у роботі синаптичних везикул. Він показав, що один з білків везикулярної мембрани — синаптотагмін — має два окремих домени: один для зв'язування з кальцієм, інший — з фосфоліпідним шаром мембрани. Це вказало на його потенційну значимість для вивільнення нейромедіатора, тому що підвищення внутрішньоклітинної концентрації кальцію супроводжує активацію нейрона. За допомогою методів створення трансгенних тварин Зюдгоф з'ясував функціональну роль синаптотагміна і декількох інших везикулярних білків, необхідних для швидкого викиду нейромедіатора у відповідь на кальцієвий сигнал.

Структура та функції

В основі секреції медіатора в хімічних синапсах лежить процес екзо- та ендоцитозу синаптичних везикул в активних зонах. Екзоцитоз синаптичних везикул здійснюється за участю ряду білків, в тому числі , які в даному процесі відіграють ключову роль. У цьому процесі синтаксини взаємодіють з групою білків синаптотагмінів мембрани синаптичних везикул. Синтаксини і синаптотагміни є головними Са2+-сенсорами екзо- і ендоцитозу, просторово сполученими з Са2+-каналами.

Синаптотагмін у людини та інших ссавців представлений 17 ізоформами білка, що кодуються окремими генами: SYT1, SYT2, SYT3, SYT4, SYT5, SYT6, SYT7, SYT8, SYT9, SYT10, SYT11, SYT12, SYT13, SYT14, SYT15, SYT17.

Молекула синаптотагміна складається з N-кінцевого трансмембранного фрагмента, зв'язуючого елементу, та двох C2 доменів (C2A і C2B), що зв'язують кальцій. Синаптотагмін є кальцієвим сенсором, який бере участь в останніх стадіях викиду нейромедіатора в синаптичну щілину. При цьому він зв'язується з нейрексином-1α і SNAP25, здійснюючи утримання секреторної везикули біля пресинаптичної мембрани, і бере участь у викиді нейромедіатора за рахунок регуляції SNARE-комплексу при підйомі концентрації кальцію.

Зв'язуючись з кальцієм в певному інтервалі концентрацій, синаптотагмін змінює ступінь своєї взаємодії з білками синаптичних везикул і плазматичної мембрани. У мутантних тварин, у яких відсутній ген, що кодує синаптотагмін, стимуляція аксона не надає ефекту або має незначний вплив на вивільнення медіаторів, хоча спонтанне вивільнення медіаторів підвищено. Таким чином, синаптотагмін діє як регулятор, що запобігає зливанню мембран за відсутності кальцію і підсилює злиття мембран і екзоцитоз при надходженні кальцію всередину клітини.

С-кінцевий С2 домен

Показано, що С-кінцевий С2 домен синаптотагміну складається з 130-140 амінокислотних залишків. Також на прикладі синаптотагміну 1 було доведено, що С2 домен служить для зв'язування кальцію. Дослідження синаптотагміну-1 за допомогою ядерного магнітного резонансу (ЯМР) показали, що кальцій зв'язується виключно з верхньою петлею, і цей процес координується залишками аспартату: три іони кальцію зв'язуються з C2A доменом через D172, D178, D230, D232,D235 і D238 і два іони кальцію зв'язується з C2B доменом через D303, D309, D363, D365 і D371. Не всі ізоформи синаптотагміну у домені С2 зв'язують іони кальцію, а лише Syt1, Syt2, Syt3, Syt5, Syt6, Syt7, Syt9, Syt10. Ці вісім ізоформ синаптотагміну задовольняють потреби у зв'язуванні кальцію для регулювання екзоцитозу. Інші сім ізоформ не зв'язуються з кальцієм у зв'язку з нестачею кислотних залишків, що координують зв'язування, або з специфічною їх просторовою орієнтацією.

Домен С2А регулює злиття синаптичних везикул під час екзоцитозу Також кінетика Ca2+-залежного зв'язування фосфоліпідів доменом C2A in vitro збігається з дуже швидкою механікою вивільнення нейромедіаторів (впродовж 0,2 с).. Домен C2B зв'язується з фосфатидил-інозитол-3,4,5-трифосфатом при відсутності іонів кальцію і фосфатидил-інозитол-бісфосфатом в їх присутності, припускають, що ліпідні взаємодії відбувається під час деполяризації клітинної мембрани.

Нещодавно було показано, що синаптотагмін-1 може витісняти комплексин з SNARE-комплексу в присутності кальцію. Вважається, що це один з останніх кроків у процесі екзоцитозу.

Посилання

  1. Georgiev, Danko D.; James F. Glazebrook (2007). Subneuronal processing of information by solitary waves and stochastic processes. У Lyshevski, Sergey Edward (ред.). . Nano and Microengineering Series. CRC Press. с. 17-1—17-41. ISBN . Архів оригіналу за 16 січня 2016. Процитовано 10 квітня 2013.
  2. Fukuda M, Moreira JE, Liu V, Sugimori M, Mikoshiba K, Llinas RR (2000). Role of the conserved WHXL motif in the C terminus of synaptotagmin in synaptic vesicle docking. Proc Natl Acad Sci USA. 97 (26): 14715—14719. doi:10.1073/pnas.260491197. PMC 18984. PMID 11114192.
  3. Schiavo G, Stenbeck G, Rothman JE, Söllner TH (1997). Binding of the synaptic vesicle v-SNARE, synaptotagmin, to the plasma membrane t-SNARE, SNAP-25, can explain docked vesicles at neurotoxin-treated synapses. Proc Natl Acad Sci USA. 94 (3): 997—1001. doi:10.1073/pnas.94.3.997. PMC 19628. PMID 9023371.
  4. . Відповідно до цього, кінетика кальцій-залежних фосфолипідів забезпечує активність домену C2A in vitro це складає дуже швидкий характер вивільнення нейромедіаторів (у межах 200 мкс). Zimmerberg J, Akimov SA, Frolov V (2006). Synaptotagmin: fusogenic role for calcium sensor?. Nature Structural & Molecular Biology. 13 (4): 301—303. doi:10.1038/nsmb0406-301. PMID 16715046.
  5. Fernández-Chacón R, Königstorfer A, Gerber SH, García J, Matos MF, Stevens CF та ін. (2001). Synaptotagmin I functions as a calcium regulator of release probability. Nature. 410 (6824): 41—49. doi:10.1038/35065004. PMID 11242035. {{}}: Явне використання «та ін.» у: |author= ()
  6. Chapman ER (2002). Synaptotagmin: A Ca2+ sensor that triggers exocytosis?. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 3 (7): 498—508. doi:10.1038/nrm855. PMID 12094216.
  7. Tang J, Maximov A, Shin OH, Dai H, Rizo J, Südhof TC (2006). A complexin/synaptotagmin 1 switch controls fast synaptic vesicle exocytosis. Cell. 126 (6): 1175—1187. doi:10.1016/j.cell.2006.08.030. PMID 16990140.

Джерела

  • Lang T Jahn R (2008). «Core proteins of the secretory machinery». Handb Exp Pharmacol (184): 107–27.
  • Ute Becherer & Jens Rettig: Vesicle pools, docking, priming, and release Cell Tissue Res (2006) 326:393–407.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Sinaptotagmin angl synaptotagmin transmembrannij kalcij zv yazuyuchij bilok yakij vidigraye vazhlivu rol u vnutrishnoklitinnomu membrannomu transporti Sinaptotagmin i SNARE kompleks Sinaptotagmin pokazanij zverhu rozhevim kolorom pov yazanij z membranoyu sekretornoyi vezikuli transmembrannim domenom Dva kalcij zv yazuyuchih domeni C2A i C2B ioni kalciyu pokazani chervonim kolorom berut uchast u vzayemodiyi z bilkom SNAP 25 tribilkovogo kompleksu SNAREVidkrittyaVikoristovuyuchi metodi biohimiyi ta molekulyarnoyi biologiyi laureat Nobelivskoyi premiyi z fiziologiyi abo medicini Tomas Zyudgof Stenfordskij universitet SShA identifikuvav bilki sho vidigrayut vazhlivu rol u roboti sinaptichnih vezikul Vin pokazav sho odin z bilkiv vezikulyarnoyi membrani sinaptotagmin maye dva okremih domeni odin dlya zv yazuvannya z kalciyem inshij z fosfolipidnim sharom membrani Ce vkazalo na jogo potencijnu znachimist dlya vivilnennya nejromediatora tomu sho pidvishennya vnutrishnoklitinnoyi koncentraciyi kalciyu suprovodzhuye aktivaciyu nejrona Za dopomogoyu metodiv stvorennya transgennih tvarin Zyudgof z yasuvav funkcionalnu rol sinaptotagmina i dekilkoh inshih vezikulyarnih bilkiv neobhidnih dlya shvidkogo vikidu nejromediatora u vidpovid na kalciyevij signal Struktura ta funkciyiV osnovi sekreciyi mediatora v himichnih sinapsah lezhit proces ekzo ta endocitozu sinaptichnih vezikul v aktivnih zonah Ekzocitoz sinaptichnih vezikul zdijsnyuyetsya za uchastyu ryadu bilkiv v tomu chisli yaki v danomu procesi vidigrayut klyuchovu rol U comu procesi sintaksini vzayemodiyut z grupoyu bilkiv sinaptotagminiv membrani sinaptichnih vezikul Sintaksini i sinaptotagmini ye golovnimi Sa2 sensorami ekzo i endocitozu prostorovo spoluchenimi z Sa2 kanalami Sinaptotagmin u lyudini ta inshih ssavciv predstavlenij 17 izoformami bilka sho koduyutsya okremimi genami SYT1 SYT2 SYT3 SYT4 SYT5 SYT6 SYT7 SYT8 SYT9 SYT10 SYT11 SYT12 SYT13 SYT14 SYT15 SYT17 Molekula sinaptotagmina skladayetsya z N kincevogo transmembrannogo fragmenta zv yazuyuchogo elementu ta dvoh C2 domeniv C2A i C2B sho zv yazuyut kalcij Sinaptotagmin ye kalciyevim sensorom yakij bere uchast v ostannih stadiyah vikidu nejromediatora v sinaptichnu shilinu Pri comu vin zv yazuyetsya z nejreksinom 1a i SNAP25 zdijsnyuyuchi utrimannya sekretornoyi vezikuli bilya presinaptichnoyi membrani i bere uchast u vikidi nejromediatora za rahunok regulyaciyi SNARE kompleksu pri pidjomi koncentraciyi kalciyu Zv yazuyuchis z kalciyem v pevnomu intervali koncentracij sinaptotagmin zminyuye stupin svoyeyi vzayemodiyi z bilkami sinaptichnih vezikul i plazmatichnoyi membrani U mutantnih tvarin u yakih vidsutnij gen sho koduye sinaptotagmin stimulyaciya aksona ne nadaye efektu abo maye neznachnij vpliv na vivilnennya mediatoriv hocha spontanne vivilnennya mediatoriv pidvisheno Takim chinom sinaptotagmin diye yak regulyator sho zapobigaye zlivannyu membran za vidsutnosti kalciyu i pidsilyuye zlittya membran i ekzocitoz pri nadhodzhenni kalciyu vseredinu klitini S kincevij S2 domenPokazano sho S kincevij S2 domen sinaptotagminu skladayetsya z 130 140 aminokislotnih zalishkiv Takozh na prikladi sinaptotagminu 1 bulo dovedeno sho S2 domen sluzhit dlya zv yazuvannya kalciyu Doslidzhennya sinaptotagminu 1 za dopomogoyu yadernogo magnitnogo rezonansu YaMR pokazali sho kalcij zv yazuyetsya viklyuchno z verhnoyu petleyu i cej proces koordinuyetsya zalishkami aspartatu tri ioni kalciyu zv yazuyutsya z C2A domenom cherez D172 D178 D230 D232 D235 i D238 i dva ioni kalciyu zv yazuyetsya z C2B domenom cherez D303 D309 D363 D365 i D371 Ne vsi izoformi sinaptotagminu u domeni S2 zv yazuyut ioni kalciyu a lishe Syt1 Syt2 Syt3 Syt5 Syt6 Syt7 Syt9 Syt10 Ci visim izoform sinaptotagminu zadovolnyayut potrebi u zv yazuvanni kalciyu dlya regulyuvannya ekzocitozu Inshi sim izoform ne zv yazuyutsya z kalciyem u zv yazku z nestacheyu kislotnih zalishkiv sho koordinuyut zv yazuvannya abo z specifichnoyu yih prostorovoyu oriyentaciyeyu Domen S2A regulyuye zlittya sinaptichnih vezikul pid chas ekzocitozu Takozh kinetika Ca2 zalezhnogo zv yazuvannya fosfolipidiv domenom C2A in vitro zbigayetsya z duzhe shvidkoyu mehanikoyu vivilnennya nejromediatoriv vprodovzh 0 2 s Domen C2B zv yazuyetsya z fosfatidil inozitol 3 4 5 trifosfatom pri vidsutnosti ioniv kalciyu i fosfatidil inozitol bisfosfatom v yih prisutnosti pripuskayut sho lipidni vzayemodiyi vidbuvayetsya pid chas depolyarizaciyi klitinnoyi membrani Neshodavno bulo pokazano sho sinaptotagmin 1 mozhe vitisnyati kompleksin z SNARE kompleksu v prisutnosti kalciyu Vvazhayetsya sho ce odin z ostannih krokiv u procesi ekzocitozu PosilannyaGeorgiev Danko D James F Glazebrook 2007 Subneuronal processing of information by solitary waves and stochastic processes U Lyshevski Sergey Edward red Nano and Microengineering Series CRC Press s 17 1 17 41 ISBN 978 0 8493 8528 5 Arhiv originalu za 16 sichnya 2016 Procitovano 10 kvitnya 2013 Fukuda M Moreira JE Liu V Sugimori M Mikoshiba K Llinas RR 2000 Role of the conserved WHXL motif in the C terminus of synaptotagmin in synaptic vesicle docking Proc Natl Acad Sci USA 97 26 14715 14719 doi 10 1073 pnas 260491197 PMC 18984 PMID 11114192 Schiavo G Stenbeck G Rothman JE Sollner TH 1997 Binding of the synaptic vesicle v SNARE synaptotagmin to the plasma membrane t SNARE SNAP 25 can explain docked vesicles at neurotoxin treated synapses Proc Natl Acad Sci USA 94 3 997 1001 doi 10 1073 pnas 94 3 997 PMC 19628 PMID 9023371 Vidpovidno do cogo kinetika kalcij zalezhnih fosfolipidiv zabezpechuye aktivnist domenu C2A in vitro ce skladaye duzhe shvidkij harakter vivilnennya nejromediatoriv u mezhah 200 mks Zimmerberg J Akimov SA Frolov V 2006 Synaptotagmin fusogenic role for calcium sensor Nature Structural amp Molecular Biology 13 4 301 303 doi 10 1038 nsmb0406 301 PMID 16715046 Fernandez Chacon R Konigstorfer A Gerber SH Garcia J Matos MF Stevens CF ta in 2001 Synaptotagmin I functions as a calcium regulator of release probability Nature 410 6824 41 49 doi 10 1038 35065004 PMID 11242035 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Yavne vikoristannya ta in u author dovidka Chapman ER 2002 Synaptotagmin A Ca2 sensor that triggers exocytosis Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 7 498 508 doi 10 1038 nrm855 PMID 12094216 Tang J Maximov A Shin OH Dai H Rizo J Sudhof TC 2006 A complexin synaptotagmin 1 switch controls fast synaptic vesicle exocytosis Cell 126 6 1175 1187 doi 10 1016 j cell 2006 08 030 PMID 16990140 DzherelaLang T Jahn R 2008 Core proteins of the secretory machinery Handb Exp Pharmacol 184 107 27 Ute Becherer amp Jens Rettig Vesicle pools docking priming and release Cell Tissue Res 2006 326 393 407

Дата публікації:
Топ