콤플렉스인

Complexin
시나핀
PDB 1kil EBI.jpg
복합체/SNARE 복합체의 3-D 구조
식별자
기호시나핀
PfamPF05835
인터프로IPR008849
SCOP21l4a / SCOPe / SUPFAM

콤플렉스인(Complexin, 일명 시나핀)은 높은 친화력으로 DLOG 단백질 복합체(SNAREpin)에 결합되는 진핵 세포질 신경 단백질의 작은 집합 중 하나를 말한다. 이것들은 시나핀 1과 2라고 불린다. Ca가2+ 있는 곳에서 수송용 베시클 단백질 시냅토타그민은 복합체를 대체하여, ROGG 단백질 복합체가 수송용 베시클을 사전 시냅스 막에 묶을 수 있게 한다.

콤플렉스인은 시냅스 vesicle fusion과 신경전달물질 방출을 억제하는 동시에 촉진제 역할을 한다. 한 가지 순응에서는 SLUGPIN 콤플렉스를 클램프로 고정시켜 베시클 융합을 방지하는 한편, 다른 순응에서는 SLUGPIN을 방출하여 시냅토타그민이 융합을 트리거할 수 있게 한다.[1] 시냅스성 베실체 외세포증에는 콤플렉스인이 필요하지 않지만, 생쥐의 콤플렉스인 유전자 녹아웃에 의해 입증된 것처럼 신경전달물질 방출을 60-70% 증가시킨다.[2] 많은 인간의 신경학적 질병들이 복합체의 결핍과 연관되어 있다.

시나핀은 핵융합 이전에 반대되는 막에 상주하는 보완적 구문과 시냅토브레빈 트랜스템브레인 영역 사이의 상호작용을 촉진하여 외세포증을 촉진할 수 있다.[2]

구조 및 바인딩

콤플렉틴은 소수성인 작은 고충전 세포질 단백질로 글루탐산과 라이신 잔류물이 풍부하다.[3] 콤플렉스인의 중심부(아미노산 48–70)는 항병행 α-헬릭스로서 DRIG 코어에 결합하며, 이는 복합체를 DRIG 콤플렉스에 부착한다. 그것은 단조로운 DRIG 복합체와 선택적으로 상호작용하지만 단조로운 DRIG 단백질과는 상호작용하지 않는다. 콤플렉스인은 시냅토브레빈과 구문 나선 사이의 홈에 결합한다. 콤플렉스인은 ROGG 복합체의 C단말 부분을 안정화시킨다.

함수

콤플렉스인은 시냅스성 베실체 외세포 분열의 양성 조절기 역할을 하며, 뉴런 SLUG 복합체에 선택적으로 결합한다. 콤플렉스인은 발기인이거나 복막융합을 억제하는 역할을 할 수 있다는 점에서 2중 기능을 갖고 있다. 이 이중 기능은 시냅스에 도달하는 탈극화 자극과 같은 시냅스 활동에 의존한다. 핵융합을 억제하는 데 있어 융접 클램프 역할을 하고 탈분극화 중에 촉진제 역할을 함으로써, 콤플렉스인 농도 수준은 단기간 반응 변화에 중요한, 준비된 관련 풀의 그것과 같은 복실 풀 크기를 조절한다.[4]

융접 억제 작용 복합체 - 융접 클램핑

시냅스로의 자발적 배반증을 방지하기 위해서는 융접의 억제가 필요하다. 클램프가 시냅스 vesicle pool을 안정되게 고정하지 않고 fusing을 억제하는 경우, 자발적 발화 및 vesicle pool의 고갈 가능성이 훨씬 더 크다. 이 억제함수는 콤플렉스인의 C-단자영역(C-terminal domain of complexin)이 담당한다고 생각된다.[5] 몇몇 진핵생물에서, 콤플렉스인에 대한 돌연변이는 자발적 난포증 비율의 극적인 증가와 연관되어 있었다.[6]

융합을 방지하기 위해 기계적으로 vesicle을 얼마나 복잡하게 고정하는지에 대한 가능한 메커니즘은 조립된 DRIG 콤플렉스에 대한 억제 결합을 포함한다.[7] 콤플렉스인의 N단자 알파헬릭스 도메인이 스스로를 DRIG 복합나선다발에 통합해 조립품의 지퍼링을 방지하는 것이 제안된다.[4][8] 이와 대조적으로, 또 다른 가설은 시냅토타그민 상호작용과는 무관하게, 지그재그 배열의 ROGG 콤플렉스와 교차 연동한다는 것이다.[7] 최근의 데이터는 시냅토타그민이 칼슘에 의한 변화와 유사한 DLOG 상호작용의 순응적 변화를 일으키는 역할을 하는 전자를 지지한다.[4] 칼슘 결합 시냅토타그민의 이러한 결합은 콤플렉스인의 융접 클램프를 방출하는 상호작용을 생성하여 막융합과 외세포전증을 유발한다.[9]

  • 칼슘 효과

칼슘의 낮은 레벨에서, 콤플렉신은 자연적인 방광 방출에 비교적 강한 클램핑과 억제 효과를 가진다. 이는 시냅토타그민의 활성도가 증가하여 콤플렉스인의 클램핑 효과를 제거할 수 있는 더 많은 에너지를 공급함에 따라 칼슘 수치가 증가함에 따라 시냅토타그민에 의해 대응되는 것으로 생각된다.[4]

융합을 촉진하기 위한 콤플렉스인법

콤플렉스인은 또한 자극이 시냅스로 전달될 때 융합을 촉진할 수 있다. 클램핑 기능과는 무관하게(예: 콤플렉스인의 C-단자가 녹아웃되었을 때), 콤플렉스인은 여전히 세포외증 촉진제로서 기능할 수 있다.[10] 이 경로는 시냅토타그민-10으로 매개된다.

시냅토타그민과의 연관성

콤플렉스인 녹다운 실험은 시냅토타그민-1 및 -10 종속성 전구증(Synaptotagmin-1)과 연계되어 있다. 두 시냅토타그민 단백질은 시냅토타그민 계열에 걸쳐 콤플렉스인의 중요성을 나타내는 콤플렉스인 공동요소에 의존하는 것처럼 보인다.[11]

유전자

참고 항목

참조

  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. ^ Jump up to: 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. ^ Jump up to: 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. ^ Jump up to: 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. ^ Jump up to: 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.