시냅신 1세

Synapsin I
SYN1
Protein SYN1 PDB 1auv.png
식별자
별칭SYN1, SYN1a, SYN1b, SYNI, Synapsin I, MRX50, EPILX
외부 IDOMIM: 313440 MGI: 98460 HomoloGene: 48483 GeneCard: SYN1
직교체
종인간마우스
엔트레스

6853

20964

앙상블

ENSG00000008056

ENSMUSG00000037217

유니프로트

P17600

O88935

RefSeq(mRNA)

NM_133499
NM_006950

NM_001110780
NM_013680

RefSeq(단백질)

NP_008881
NP_598006

NP_001104250
NP_038708

위치(UCSC)Cr X: 47.57 – 47.62MbCr X: 20.73 – 20.79Mb
PubMed 검색[3][4]
위키다타
인간 보기/편집마우스 보기/편집

시냅신 1호는 SYN1 유전자에 의해 인코딩되는 거의 동일한 두 개의 인광단백질인 Synapsin Ia와 Synapsin Ib의 집합 이름이다.[5][6]그것의 인산염 형태에서 시냅신 1은 인산염 1로도 언급될 수 있다.시냅신 1세는 중추신경계와 말초신경계에 존재하는 시냅신 내 인광단백질의 시냅신 계열 단백질 중 첫 번째 단백질이다.시냅신 Ia와 Ib는 길이가 가깝고 거의 같은 구성이지만, 시냅신 Ia에서 발견된 아미노산 순서에서 시냅신 Ib는 C-단자 마지막 부분에 미치지 못한다.

단백질

시냅신 1단백질은 시냅신 계열의 구성원으로 시냅스 성분의 세포질 표면과 연관되는 뉴런 인산단백질이다.가족 구성원은 공통 단백질 영역이 특징이며, 그것들은 시냅트생식과 신경전달물질 방출의 변조에 관여하여 여러 신경정신과 질환에서 잠재적인 역할을 시사한다.

인산염은 축생과 시냅트생식을 조절하는 역할을 한다.단백질은 여러 가지 다른 단백질 키나제를 위한 기질 역할을 하며, 인산화 작용은 신경 단자 내 이 단백질의 조절에 기능할 수 있다.[6]

시냅신 1은 시냅신 Ia와 시냅신 Ib라는 단백질의 두 개의 이소 형태에서 발견되며, 시냅신 Ib는 단백질의 약간 짧은 버전이다.두 시냅신 I 단백질은 각각 10.3과 10.2의 범위에서 pI로 매우 기초적이다.두 개의 이소 형태는 동일한 세린 잔류물에서 동일한 단백질 시퀀스 내의 동일한 위치에서 인산염화된다.

시냅신 1인산단백질은 시냅스성 베실체에서 전체 단백질의 약 6%를 차지한다.[7]소, 쥐, 사람 중에서는 95%의 균질성이 있으며, 중앙 'C' 영역은 진화적으로 보존되어 있다.이 인광단백질은 배변 막과 느슨하게 연관되어 있으며, 막에서 제거하는데 필요한 세제와 비교하여 소금으로 처리하면 쉽게 분리된다.

구조

시냅신 1단백질은 N단자의 입상 부분과 긴 C단자 영역으로 이루어져 있어 크게 길어지고 있다.시냅신Ib는 시냅신 Ia와 동일한 단백질 도메인을 가지고 있지만 시냅신Ib는 마지막 C-단자 세그먼트가 없어 연장된 도메인에서 약간 짧다.706개의 아미노산이 시냅신 Ia로 구성되며, N단자부터 동일한 최초의 670개의 아미노산이 시냅신 Ib로 구성된다.

아미노산 프롤라인과 글리신이 풍부한 이 단백질의 성분과 구조적인 성질은 콜라겐과 다소 유사하다.이것은 나중에 아미노산 염기서열과 현대적인 기술로 확인되었던 콜라겐아제를 사용한 초기 구조 결정에 도움을 주었다.콜라겐아제에 의한 시냅신 1의 갈라짐은 길쭉한 C-단자를 파편시키고 구상 N-단자 영역을 그대로 둔다.[8]

아미노산 염기서열 분석 결과 시냅신 1은 두 개의 ISO 형식에 걸쳐 공통의 N단자를 가지며 시냅신 II와 동일한 N단자를 공유한다.시냅신 I 등본 형식은 C-단자 영역에서도 시냅신 II 등본 형식과 다르다.[9]COS 세포에 있는 단백질의 이단체를 생성하기 위해 시냅신Ⅰ, 시냅신Ⅱ, 시냅신Ⅲ의 상호작용을 위한 추가 연구가 이루어졌다.[10]

함수

시냅신 1호는 액손의 신경 단자, 특히 면역세포화학에 기초한 시냅스성 베실체의 막에 존재한다.[11]이 인광단백질은 내생성 기질로서 배액막과 결합되어 있다.그것은 cAMP,[12][13] 칼슘/칼모둘린,[14] 미토겐, 사이클린에 의해 활성화된 것을 포함하여 알려진 4가지 종류의 단백질 키나제에 의해 인산염화된다.두 이소폼 모두 동일한 6개의 인산화 부위가 있다.

N-단자 구상체 영역은 도메인 A의 끝 부분에 있는 cAMP 의존 단백질 키나제 매개 인산화 사이트와 미토겐 활성 단백질 키나제(MAP 키나제)에 의해 매개된 도메인 B의 두 사이트 등 3개 사이트를 포함한다.단백질의 꼬리 부분인 C-단자 끝에는 칼슘/칼모둘린 의존성 단백질 키나제 II가 작용하는 두 부위와 MAP키나제와 사이클린 의존성 단백질 키나제(CDK)가 작용하는 세 번째 부위의 인산화 부위가 있다.시냅신 1에 대한 칼슘/칼모듈린 의존 단백질 키나아제 결합에 대한 특이성은 다른 기질 단백질에 비해 매우 높다.[15]순환형 AMP 의존 단백질 키나아제는 활성화 메커니즘에서 독특하다.단백질 키나아제는 2개의 조절(R) 하위유닛과 2개의 촉매(C) 하위유닛으로 구성되며, 4차원 홀로엔자임(Holenoenzyme)을 생성한다.주기적 AMP는 cAMP 의존성 단백질 키나제의 규제 하위유닛에 결합하고 촉매 하위유닛으로부터 규제 하위유닛의 분리를 유발하여 키나제의 활성 형태를 생성한다.이 활성 형태의 단백질 키나제는 시냅신 1세의 인산화 작용을 촉진한다.시냅신 1의 인산화 형태는 인포시냅신 1로 불린다.

전분극막의 탈극화는 뉴런의 도축신경단자로 칼슘 이온이 유입되도록 유도하고, 칼슘 이온의 세포내 농도를 높인다.시냅신 1호는 이 칼슘 유입에 의해 인산염으로 판명되었다.[16]칼슘 이온인 Ca는2+ 칼슘/칼모둘린 복합체를 형성하여 칼슘/칼모둘린 의존성 단백질 키나제를 활성화하여 인산화 작용을 일으킨다.[14]시냅신 1의 칼슘/칼모둘린 의존성 인산화 작용은 시냅신 1이 배실막에서 분리되는 원인이 된다.

신경 단자 엔딩에는 두 개의 시냅스 vesicle pool, 즉 reserve pool과 ready release pool이 있다.리저브 풀은 신경전달물질을 방출할 준비가 되지 않은 시냅스 vesicle을 가리키며, 레디 릴리스 풀은 시냅스 세포막을 가로질러 시냅스 구획 안으로 신경전달물질을 방출하기 위해 준비되는 시냅스 vesicle을 가리킨다.시냅신 1을 시냅스성 베시클에서 제거하면 시냅스성 베시클을 예비 풀에서 방출 준비 풀로 이동시켜 신경전달물질 방출을 조절하는 것으로 생각된다.리저브 풀의 빈실에만 존재하기 때문에 비인산성 형태의 시냅신 1세는 신경전달 억제제로 간주된다.

상호작용

시냅신 I 단백질은 NOS1AP[17] 및 SYN2와 상호작용하는 것으로 나타났다.[10]

임상적 유의성

SYN1 유전자의 돌연변이는 레트 증후군과 같은 1차 뉴런 변성을 가진 X 연계 장애와 관련될 수 있다.[6]

디스커버리

시냅신 계열의 첫 번째 멤버인 시냅신 1세는 1973년에 막 결합 cAMP 의존 단백질 키나아제에 의해 인산염화된 신경막 단백질로서 처음 관찰되었다.시냅신 1호는 당시 새로 개발된 SDS 젤 전기영양과 자동방사선 촬영의 조합 기법을 사용하여 인산화를 통해 미지의 단백질에 통합된 방사성 P-32에 의해 검출되었다.[11]이 획기적인 기술은 인산화 단백질 분석의 진보를 가능하게 했고, 특정 단백질의 식별을 도입했다.이는 감마인산염에서 P-32로 무선 라벨을 붙인 방사성 ATP에 의해 인산염 처리된 개별 단백질 밴드의 자동 방사선 촬영을 통해 방사능을 측정함으로써 달성되었다.

1977년 예일대학교의 같은 연구실에서 이 최초의 뉴런 인산염은 정제되었고, 처음에는 우에다 데쓰후미와 노벨상 수상자인 폴 그린가드가 특징이었다.원래 단백질 1이라고 이름 붙여진 이 단백질은 쥐 뇌의 시냅스 막에서 cAMP 의존성 단백질 키나제를 위한 내생성 기질로 발견되었으며 신경계에 기술된 최초의 콜라겐성 단백질이었다.[13]

참조

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리스 89: ENSG00000008056 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리스 89: ENSMUSG000037217 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Südhof TC (May 1990). "The structure of the human synapsin I gene and protein". J. Biol. Chem. 265 (14): 7849–52. doi:10.1016/S0021-9258(19)39008-8. PMID 2110562.
  6. ^ a b c "Entrez Gene: SYN1 synapsin I".
  7. ^ Huttner WB, Schiebler W, Greengard P, De Camilli P (May 1983). "Synapsin I (protein I), a nerve terminal-specific phosphoprotein. III. Its association with synaptic vesicles studied in a highly purified synaptic vesicle preparation". J. Cell Biol. 96 (5): 1374–88. doi:10.1083/jcb.96.5.1374. PMC 2112660. PMID 6404912.
  8. ^ Ueda, T. & Greengard, P. (1977–1978). "Unpublished findings". Original Manuscript.
  9. ^ Südhof TC, Czernik AJ, Kao HT, Takei K, Johnston PA, Horiuchi A, Kanazir SD, Wagner MA, Perin MS, De Camilli P (September 1989). "Synapsins: mosaics of shared and individual domains in a family of synaptic vesicle phosphoproteins". Science. 245 (4925): 1474–80. Bibcode:1989Sci...245.1474S. doi:10.1126/science.2506642. PMID 2506642.
  10. ^ a b Hosaka M, Südhof TC (June 1999). "Homo- and heterodimerization of synapsins". J. Biol. Chem. 274 (24): 16747–53. doi:10.1074/jbc.274.24.16747. PMID 10358015.
  11. ^ a b De Camilli P, Cameron R, Greengard P (May 1983). "Synapsin I (protein I), a nerve terminal-specific phosphoprotein. I. Its general distribution in synapses of the central and peripheral nervous system demonstrated by immunofluorescence in frozen and plastic sections". J. Cell Biol. 96 (5): 1337–54. doi:10.1083/jcb.96.5.1337. PMC 2112636. PMID 6404910.
  12. ^ Ueda T, Maeno H, Greengard P (December 1973). "Regulation of endogenous phosphorylation of specific proteins in synaptic membrane fractions from rat brain by adenosine 3':5'-monophosphate". J. Biol. Chem. 248 (23): 8295–305. doi:10.1016/S0021-9258(19)43227-4. PMID 4356625.
  13. ^ a b Ueda T, Greengard P (July 1977). "Adenosine 3':5'-monophosphate-regulated phosphoprotein system of neuronal membranes. I. Solubilization, purification, and some properties of an endogenous phosphoprotein". J. Biol. Chem. 252 (14): 5155–63. doi:10.1016/S0021-9258(17)40170-0. PMID 194903.
  14. ^ a b Schulman H, Greengard P (February 1978). "Stimulation of brain membrane protein phosphorylation by calcium and an endogenous heat-stable protein". Nature. 271 (5644): 478–9. Bibcode:1978Natur.271..478S. doi:10.1038/271478a0. PMID 628428. S2CID 4288598.
  15. ^ Kennedy MB, McGuinness T, Greengard P (April 1983). "A calcium/calmodulin-dependent protein kinase from mammalian brain that phosphorylates Synapsin I: partial purification and characterization". J. Neurosci. 3 (4): 818–31. doi:10.1523/JNEUROSCI.03-04-00818.1983. PMC 6564459. PMID 6403674.
  16. ^ Krueger BK, Forn J, Greengard P (April 1977). "Depolarization-induced phosphorylation of specific proteins, mediated by calcium ion influx, in rat brain synaptosomes". J. Biol. Chem. 252 (8): 2764–73. doi:10.1016/S0021-9258(17)40523-0. PMID 323254.
  17. ^ Jaffrey, Samie R; Benfenati Fabio; Snowman Adele M; Czernik Andrew J; Snyder Solomon H (Mar 2002). "Neuronal nitric-oxide synthase localization mediated by a ternary complex with synapsin and CAPON". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. United States. 99 (5): 3199–204. Bibcode:2002PNAS...99.3199J. doi:10.1073/pnas.261705799. ISSN 0027-8424. PMC 122496. PMID 11867766.

추가 읽기