Wikipedia

Kompleksin

Kompleksin poznat i kao sinafin, jedan jedan iz malog skupa eukariotskih citoplazmatskih neuronskih proteina koji se vezuje za SNARE proteinski kompleks (SNAREpin) sa visokim afinitetom. Zovu se sinafin-1 i sinafin-2. U prisustvu Ca2+, protein transportnih vezikula sinaptotagmin istiskuje kompleksin, omogućavajući SNARE proteinskom kompleksu da veže transportnu vezikulu za presinapsnu membranu.

Sinafin
Trodimenzijska struktura kompleksa sinafin/SNARE
Identifikatori
SimbolSyn

Kompleksin deluje i kao inhibitor i kao fasilitator sinapsnih vezikula fuzije i oslobađanja neurotransmitera. U jednoj konformaciji, on steže "SNAREpin" komplekse, sprečavajući fuziju vezikula, dok u drugoj oslobađa "SNAREpin-e", omogućavajući sinaptotagminu da pokrene fuziju.[1] Dok kompleksin nije neophodan za egzocitozu sinapsnih vezikula, on povećava oslobađanje neurotransmitera za 60-70% kao što je dokazano nokautom gena kompleksina kod miševa.[2] Brojne ljudske neurološke bolesti povezane su s nedostatkom kompleksina.

Sinafin može promovirati egzocitozu, podsticanjem interakcije između komplementarnog sintaksina i sinaptobrevinskih transmembranskih regija koje se nalaze u suprotnim ćelijskim membranama prije spajanja.[2]

Struktura i vezivanje

uredi

Kompleksin je mali visoko nabijeni citosolni protein koji je hidrofilan, bogat glutamatnim i lizinskim ostacima.[3] Centralni region kompleksina (aminokiseline 48-70) vezuje se za SNARE-jezgro kao antiparalelni α-heliks, koji vezuje kompleksin za SNARE-kompleks. Selektivno reaguje sa trojnim SNARE-kompleksom, ali ne i sa monomernim SNARE proteinima. Kompleksin se vezuje za žlijeb između sinaptobrevina i sintaksinskih spirala. Kompleksin stabilizuje C-terminalni dio SNARE-kompleksa.

Funkcija

uredi

Kompleksin deluje kao pozitivan regulator sinapsnih vezikulskih egzocitoza i selektivno se vezuje za neuronski SNARE kompleks. Kompleksin ima dvostruku funkciju po tome što može djelovati ili kao promotor ili kao inhibitor fuzije vezikula. Ova dvostruka funkcionalnost zavisi od sinapsne aktivnosti, kao što je depolarizujući stimulus koji stiže u sinapsu. Djelujući kao stezaljka fuzije u inhibiciji fuzije i promotor tokom depolarizacija, nivoi koncentracije kompleksina regulišu veličinu vezikulskih bazena, kao što je veličina bazena koji se može osloboditi, što je važno za kratke promjene termina.[4]

Kompleksin u inhibiranju fuzije

uredi

Inhibicija fuzije je neophodna kako bi se spriječila spontana egzocitoza vezikula u sinapsu. Ako stezaljka ne drži stabilne bazene sinapsnih vezikula i ne sprečava njihovo spajanje, potencijal za spontano aktiviranje i iscrpljivanje bazena vezikula je mnogo veći. Vjeruje se da je C-terminalni domen kompleksina odgovoran za ovu inhibitornu funkciju.[5] U nekoliko eukariotskih organizama, mutacije kompleksina povezane su sa dramatičnim povećanjem stopa spontanih egzocitoza.[6]

Mogući mehanizam mehaničkog učvršćivanja kompleksin za vezikule, kako bi spriječio fuziju uključuje inhibitorno vezivanje za sklop SNARE kompleks.[7] Predlaže se da se domen kompleksinsakog N-terminalnog alfa-heliksa ugrađuje u snop spirale SNARE kompleksa i sprečava zatvaranje sklopa.[4][8] Za razliku od ovoga, druga hipoteza je da se kompleksin, nezavisno od interakcija sinaptotagmina, povezuje sa SNARE kompleksima u cik-cak sekvenci[7] Nedavni podaci podržavaju prvo, da sinaptotagmin ima ulogu u izazivanju konformacijske promjene u interakcijama SNARE, slične promjeni uzrokovanoj kalcijem.[4] Ovo vezivanje sinaptotagmina vezanog na kalcij stvara interakciju koja oslobađa fuzijsku stezaljku kompleksina, uzrokujući fuziju membrane i da dođe do egzocitoze.[9]

U niskim nivoima kalcija, kompleksin ima relativno jači efekat stezanja i inhibicije na spontano oslobađanje vezikula. Smatra se da se tome suprotstavlja sinaptotagmin, pri povećanju nivoa kalcija, kako se aktivnost sinaptotagmina povećava, dajući više energije za uklanjanje efekta stezanja kompleksina.[4]

Kompleksin u promoviranju fuzije

uredi

Kompleksin također može da podstakne fuziju kada se stimulus prenese u sinapsu. Neovisno o svojoj funkciji stezanja (kao kada je C-terminal kompleksina nokautiran), kompleksin i dalje može funkcionirati kao promotor egzocitoze.[10] Ovaj put posreduje sinaptotagmin-10.[11]

Povezivanje sa sinaptotagmin

uredi

Eksperimenti s uništavanjem kompleksina povezani su s egzocitozom ovisnom o sinaptotagminom-1 i sinaptogminom-10. Čini se da se oba oba proteina oslanjaju na kofaktor kompleksina, što ukazuje na važnost kompleksina u cijeloj porodici sinaptotagmina.[11]

Geni

uredi

Također pogledajte=

uredi

Reference

uredi
  1. ^ Krishnakumar, Shyam; Radoff, Daniel; Kuemmel, Daniel; Giraudo, Claudio; Li, Feng; Khandan, Lavan; Wood Baguely, Stephanie; Coleman, Jeff; Reinisch, Karin; Pincet, Frederic; Rothman, James (august 2011). "A conformational switch in complexin is required for synaptotagmin to trigger synaptic fusion". Nature Structural & Molecular Biology. 18 (8): 934–940. doi:10.1038/nsmb.2103. PMC 3668341. PMID 21785412.
  2. ^ a b Hu K, Carroll J, Rickman C, Davletov B (2002). "Action of complexin on SNARE complex". J Biol Chem. 277 (44): 41652–6. doi:10.1074/jbc.M205044200. PMID 12200427.
  3. ^ Ishizuka T, Saisu H, Odani S, Abe T (1995). "Synaphin: a protein associated with the docking/fusion complex in presynaptic terminals". Biochem Biophys Res Commun. 213 (3): 1107–14. doi:10.1006/bbrc.1995.2241. PMID 7654227.
  4. ^ a b c d Jorquera, R. A.; Huntwork-Rodriguez, S.; Akbergenova, Y.; Cho, R. W.; Littleton, J. T. (2012). "Complexin Controls Spontaneous and Evoked Neurotransmitter Release by Regulating the Timing and Properties of Synaptotagmin Activity". Journal of Neuroscience. 32 (50): 18234–18245. doi:10.1523/JNEUROSCI.3212-12.2012. PMC 3530744. PMID 23238737.
  5. ^ Wragg, R. T.; Snead, D.; Dong, Y.; Ramlall, T. F.; Menon, I.; Bai, J.; Eliezer, D.; Dittman, J. S. (2013). "Synaptic Vesicles Position Complexin to Block Spontaneous Fusion". Neuron. 77 (2): 323–334. doi:10.1016/j.neuron.2012.11.005. PMC 3559010. PMID 23352168.
  6. ^ Hobson, R. J.; Liu, Q.; Watanabe, S.; Jorgensen, E. M. (2011). "Complexin Maintains Vesicles in the Primed State in C. Elegans". Current Biology. 21 (2): 106–113. doi:10.1016/j.cub.2010.12.015. PMC 3048763. PMID 21215631.
  7. ^ a b Kümmel, D.; Krishnakumar, S. S.; Radoff, D. T.; Li, F.; Giraudo, C. G.; Pincet, F.; Rothman, J. E.; Reinisch, K. M. (2011). "Complexin cross-links prefusion SNAREs into a zigzag array". Nature Structural & Molecular Biology. 18 (8): 927–933. doi:10.1038/nsmb.2101. PMC 3410656. PMID 21785414.
  8. ^ Giraudo, C. G.; Garcia-Diaz, A.; Eng, W. S.; Chen, Y.; Hendrickson, W. A.; Melia, T. J.; Rothman, J. E. (2009). "Alternative Zippering as an On-Off Switch for SNARE-Mediated Fusion". Science. 323 (5913): 512–516. Bibcode:2009Sci...323..512G. doi:10.1126/science.1166500. PMC 3736854. PMID 19164750.
  9. ^ Maximov, A.; Tang, J.; Yang, X.; Pang, Z. P.; Sudhof, T. C. (2009). "Complexin Controls the Force Transfer from SNARE Complexes to Membranes in Fusion". Science. 323 (5913): 516–521. Bibcode:2009Sci...323..516M. doi:10.1126/science.1166505. PMC 3235366. PMID 19164751.
  10. ^ Martin, J. A.; Hu, Z.; Fenz, K. M.; Fernandez, J.; Dittman, J. S. (2011). "Complexin Has Opposite Effects on Two Modes of Synaptic Vesicle Fusion". Current Biology. 21 (2): 97–105. doi:10.1016/j.cub.2010.12.014. PMC 3026084. PMID 21215634.
  11. ^ a b Cao, P.; Yang, X.; Sudhof, T. C. (2013). "Complexin Activates Exocytosis of Distinct Secretory Vesicles Controlled by Different Synaptotagmins". Journal of Neuroscience. 33 (4): 1714–1727. doi:10.1523/JNEUROSCI.4087-12.2013. PMC 3711587. PMID 23345244.
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kompleksin&oldid=3404908"