ซินาปซิน 2
Synapsin II เป็นชื่อเรียกโดยรวมของ synapsin IIa และ synapsin IIb ซึ่งเป็นฟอสโฟโปรตีนที่เกือบเหมือนกันสองชนิดในตระกูล synapsin ซึ่งในมนุษย์จะถูกเข้ารหัสโดยยีนSYN2 [ 5 ] [ 6 ] Synapsin จะเชื่อมโยงเป็นสารตั้งต้นภายในกับพื้นผิวของถุงไซแนปส์และทำหน้าที่เป็นตัวปรับสำคัญใน การปล่อย สารสื่อประสาทข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์ของ เซลล์ ประสาทแอกซอนในระบบประสาท
ยีน
การสลับตำแหน่งของ ยีน SYN2ส่งผลให้เกิดทรานสคริปต์สองชุด ยีน TIMP4ตั้งอยู่ภายในอินทรอนของยีนนี้และมีการถอดรหัสในทิศทางตรงกันข้าม[ 6 ]
โปรตีน
Synapsin II เป็นสมาชิกของตระกูล synapsin Synapsin เข้ารหัสโปรตีนฟอสโฟโปรตีนของเซลล์ประสาทซึ่งเชื่อมโยงกับพื้นผิวไซโตพลาสมิกของถุงไซแนปส์ สมาชิกในตระกูลนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยโดเมนโปรตีน ทั่วไป และมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างไซแนปส์และการปรับการปล่อยสารสื่อประสาท ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในโรคทางจิตเวชหลายชนิด สมาชิกในตระกูล synapsin นี้เข้ารหัส โปรตีนฟอสโฟโปรตีนเฉพาะของ เซลล์ประสาทที่จับกับถุงไซแนปส์ขนาดเล็กในปลายประสาทก่อนไซแนปส์อย่างเลือกสรร[ 6 ]
Synapsin II เป็นชื่อเรียกโดยรวมของโปรตีนสองชนิด ได้แก่ synapsin IIa และ synapsin IIb โดย synapsin IIa เป็นไอโซฟอร์ม ที่มีขนาดใหญ่กว่า น้ำหนักโมเลกุลที่ปรากฏคือ 74,000 และ 55,000 Da ตามการวิเคราะห์ด้วย SDS gel electrophoresis [ 7 ] Synapsin II ร่วมกับ synapsin I ประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 9% ในตัวอย่างถุงประสาทที่บริสุทธิ์สูง
โครงสร้าง
Synapsin II มีโดเมนร่วมกันในลำดับกรดอะมิโนกับฟอสโฟโปรตีนอื่นๆ ในตระกูล synapsin [ 8 ] Synapsin II มี N-terminal เดียวกัน แต่แตกต่างจาก synapsin I ในโดเมน C-terminal มันสั้นกว่า synapsin I มากและไม่มีโดเมนยาวส่วนใหญ่ที่พบใน synapsin I ประมาณ 70% ของกรดอะมิโนมีร่วมกันระหว่าง synapsin ทั้งสอง[ 7 ]ซึ่งมีไซต์ฟอสโฟรีเลชันร่วมกันในบริเวณที่ทับซ้อนกันโดยอิงจากโดเมนที่เหมือนกัน โดเมน A ของโปรตีนประสาทนี้มีไซต์ฟอสโฟรีเลชันสำหรับโปรตีนไคเนสที่ขึ้นอยู่กับ cAMPและโปรตีนไคเนสที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม/แคลโมดูลิน I และโดเมน B มีไซต์ฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนไคเนสที่กระตุ้นด้วยไมโทเจน สองไซต์ ที่โดเมน B ระหว่างกรดอะมิโน 43 และ 121 ซินาปซิน II จะจับกับส่วนประกอบโปรตีนในเยื่อหุ้มผิวไซโตโซลของถุงไซแนปส์ ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ในเซลล์ประสาทที่ขนส่งสารสื่อประสาท[ 7 ]
การทำงาน
ซินาปซิน II ควบคุมการทำงานของไซแนปส์ของเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลางและส่วนปลาย[ 9 ]ซินาปซิน IIa เป็นไอโซฟอร์มซินาปซินเพียงชนิดเดียวจากไอโซฟอร์มซินาปซินทั้งหกชนิด (ซินาปซิน I-III แต่ละชนิดมีไอโซฟอร์ม A และ B) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถย้อนกลับภาวะซึมเศร้าของไซแนปส์ได้อย่างมีนัยสำคัญ และมีผลในการฟื้นฟูความหนาแน่นของถุงไซแนปส์ภายในเซลล์ประสาทที่ไม่มีซินาปซิน เนื่องจากผลในการฟื้นฟู ซินาปซิน IIa จึงเชื่อว่ามีบทบาทพื้นฐานในการเคลื่อนย้ายถุงไซแนปส์และการควบคุมกลุ่มสำรองในปลายประสาทก่อนไซแนปส์[ 10 ]
การขาดซินาปซินในเซลล์ประสาททั้งหมด ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรม รวมถึงอาการชักแบบโรคลมชัก การขาดซินาปซินส่งผลต่อการส่งสัญญาณประสาทระหว่างไซแนปส์กระตุ้นและไซแนปส์ยับยั้งของเซลล์ประสาทแตกต่างกัน และเชื่อว่ามีความเฉพาะเจาะจงกับไซแนปส์ การส่งสัญญาณเริ่มต้นดูเหมือนจะไม่ได้รับผลกระทบจากการขาดซินาปซิน แต่การกระตุ้นเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสที่เพาะเลี้ยงซึ่งไม่มีซินาปซินซ้ำๆ แสดงให้เห็นการตอบสนองที่ลดลงที่ไซแนปส์กระตุ้น ที่ไซแนปส์ยับยั้ง การส่งสัญญาณพื้นฐานลดลงในเซลล์ประสาทที่ขาดซินาปซินที่มีอยู่ก่อน แต่ระดับการส่งสัญญาณที่ลดลงนั้นได้รับผลกระทบน้อยลงจากการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง[ 11 ]
อย่างไรก็ตาม การฟื้นฟูซินาปซิน IIa ในเซลล์ประสาทที่ไม่มีซินาปซินอยู่ก่อนแล้ว สามารถฟื้นฟูการส่งสัญญาณที่คาดว่าสูญเสียไปได้บางส่วน และชะลอการลดลงของการตอบสนองของไซแนปส์ด้วยการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง ไอโซฟอร์มซินาปซิน IIb อาจมีผลคล้ายกันแต่อ่อนกว่า จากการเรืองแสงและการย้อมสี พบว่าซินาปซิน IIa เพิ่มจำนวนและความหนาแน่นของถุงไซแนปส์กลูตาเมอร์จิกในปลายประสาทของแอกซอนประสาท การฟื้นฟูการส่งสัญญาณประสาทเกิดจากการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของถุงไซแนปส์ ซึ่งนำสารสื่อประสาทไปยังช่องว่างไซแนปส์ และปริมาณของถุงไซแนปส์ในกลุ่มสำรองเมื่อมีซินาปซิน IIa อยู่[ 10 ]ในทางกลับกัน เชื่อกันว่าจะเพิ่มจำนวนถุงที่พร้อมสำหรับการเคลื่อนย้ายจากกลุ่มสำรองไปยังกลุ่มพร้อมปล่อย กลุ่มสำรอง (Reserve pool) คือกลุ่มของถุงบรรจุสารสื่อประสาท (synaptic vesicles) ที่อยู่บริเวณปลายประสาท ห่างจากเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทก่อนซินแนปส์ (presynaptic membrane) ของแอกซอน แต่ยังไม่ได้อยู่ในกลุ่มพร้อมที่จะปล่อย (ready-release pool) ส่วนถุงบรรจุสารสื่อประสาทในกลุ่มพร้อมปล่อย (ready-release pool) นั้นอยู่ใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทก่อนซินแนปส์มาก และพร้อมที่จะปล่อยสารสื่อประสาทเพื่อส่งสัญญาณประสาท
ปฏิสัมพันธ์
โปรตีนซินาปซิน II ได้รับการแสดงให้เห็นว่ามีปฏิสัมพันธ์กับSYN1 [ 12 ]
ความสำคัญทางคลินิก
การกลายพันธุ์ใน ยีน SYN2อาจเกี่ยวข้องกับการทำงานของไซแนปส์ก่อนผิดปกติและโรคจิตเภท[ 6 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Südhof TC, Czernik AJ, Kao HT และ คณะ (1989). "ไซแนปซิน: โมเสกของโดเมนที่ใช้ร่วมกันและโดเมนเฉพาะบุคคลในกลุ่มของฟอสโฟโปรตีนถุงไซแนปส์" Science . 245 (4925): 1474– 80. Bibcode : 1989Sci...245.1474S . doi : 10.1126/science.2506642 . PMID 2506642 .
- Greengard P, Valtorta F, Czernik AJ, Benfenati F (1993). "โปรตีนฟอสโฟของถุงไซแนปส์และการควบคุมการทำงานของไซแนปส์" Science . 259 (5096): 780– 5. Bibcode : 1993Sci...259..780G . doi : 10.1126/science.8430330 . PMID 8430330 .
- Petersohn D, Schoch S, Brinkmann DR, Thiel G (1995). "โปรโมเตอร์ยีน synapsin II ของมนุษย์ บทบาทที่เป็นไปได้ของปัจจัยการถอดรหัส zif268/egr-1, polyoma enhancer activator 3 และ AP2" . J. Biol. Chem . 270 (41): 24361– 9. doi : 10.1074/jbc.270.41.24361 . PMID 7592648 .
- Li L, Chin LS, Greengard P และ คณะ (1996). "การระบุตำแหน่งของยีน synapsin II (SYN2) บนโครโมโซม 3 ของมนุษย์และโครโมโซม 6 ของหนู" Genomics 28 ( 2 ) : 365– 6. doi : 10.1006/geno.1995.1162 . PMID 8530057 .
- Xie Y (1996). "การโคลนและการวิเคราะห์ลำดับของ cDNA สมองที่เข้ารหัส synapsin IIb ของมนุษย์" Gene . 173 (2): 289– 90. doi : 10.1016/0378-1119(96)00234-X . PMID 8964517 .
- Hosaka M, Südhof TC (1998). "ไซแนปซิน I และ II เป็นโปรตีนที่จับกับ ATP โดยมีการควบคุม Ca2+ ที่แตกต่างกัน" . J. Biol. Chem . 273 (3): 1425– 9. doi : 10.1074/jbc.273.3.1425 . PMID 9430678 .
- Witke W, Podtelejnikov AV, Di Nardo A และ คณะ (1998). "ในสมองของหนู โปรฟิลิน I และโปรฟิลิน II เชื่อมโยงกับตัวควบคุมของเส้นทางเอนโดไซโทซิสและการประกอบแอคติน" EMBO J . 17 (4): 967– 76. doi : 10.1093/emboj/17.4.967 . PMC 1170446 . PMID 9463375 .
- Hosaka M, Südhof TC (1999). "การเกิดโฮโมไดเมอร์และเฮเทอโรไดเมอร์ของซินาปซิน" . J. Biol. Chem . 274 (24): 16747– 53. doi : 10.1074/jbc.274.24.16747 . PMID 10358015 .
- Porton B, Kao HT, Greengard P (2000). "การโคลน cDNA ที่เข้ารหัส synapsins IIa และ IIb ของมนุษย์" DNA Seq . 10 (1): 49– 54. doi : 10.3109/10425179909033936 . PMID 10565545 .
- Hosaka M, Hammer RE, Südhof TC (1999). "สวิตช์ฟอสโฟควบคุมการเชื่อมโยงแบบไดนามิกของซินาปซินกับถุงซินาปส์" . Neuron . 24 (2): 377– 87. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80851-X . PMID 10571231 . S2CID 14103027 .
- Kao HT, Porton B, Hilfiker S และ คณะ (2000). "วิวัฒนาการระดับโมเลกุลของตระกูลยีนซินาปซิน" J. Exp. Zool . 285 (4): 360– 77. doi : 10.1002/(SICI)1097-010X(19991215)285:4 < 360::AID-JEZ4 > 3.0.CO ; 2-3 . PMID 10578110 .
- Spielhaupter C, Schätzl HM (2002). "PrPC มีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับโปรตีนที่เกี่ยวข้องในเส้นทางการส่งสัญญาณ" . J. Biol. Chem . 276 (48): 44604– 12. doi : 10.1074/jbc.M103289200 . PMID 11571277 .
- Jaffrey SR, Benfenati F, Snowman AM และ คณะ (2002). "การกำหนดตำแหน่งของไนตริกออกไซด์ซินเทสในเซลล์ประสาทโดยอาศัยคอมเพล็กซ์สามส่วนร่วมกับซินาปซินและ CAPON" Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 99 (5): 3199– 204. Bibcode : 2002PNAS...99.3199J . doi : 10.1073/pnas.261705799 . PMC 122496 . PMID 11867766 .
- Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH และ คณะ (2003). "การสร้างและการวิเคราะห์เบื้องต้นของลำดับ cDNA ของมนุษย์และหนูที่มีความยาวเต็มมากกว่า 15,000 ลำดับ" Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 99 (26): 16899– 903. Bibcode : 2002PNAS...9916899M . doi : 10.1073/pnas.242603899 . PMC 139241 . PMID 12477932 .
- Ota T, Suzuki Y, Nishikawa T และ คณะ (2004). "การจัดลำดับและลักษณะเฉพาะของ cDNA มนุษย์ความยาวเต็ม 21,243 รายการ" Nat . Genet . 36 (1): 40– 5. doi : 10.1038/ng1285 . PMID 14702039 .
- Chen Q, He G, Wang XY และ คณะ (2004). "ความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างซินาปซิน II และโรคจิตเภท". Biol . Psychiatry . 56 (3): 177– 81. doi : 10.1016/j.biopsych.2004.05.010 . PMID 15271586. S2CID 29528980 .
- Chen Q, He G, Qin W และ คณะ (2005). "การศึกษาความสัมพันธ์แบบอิงครอบครัวของ Synapsin II และโรคจิตเภท" Am . J. Hum. Genet . 75 (5): 873– 7. doi : 10.1086/425588 . PMC 1182116. PMID 15449241 .