神经胞吐蛋白相关研究

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1、神经胞吐蛋白相关研究1.SNAREs蛋白形成SNARE超家族1.1SNAREs蛋白的分类SNAREs的命名源于它们最初是作为N・乙基马来酰胺■敏感因子(N-ethyl-maleimide-sensitivefactor,NSF)和可溶性NSF附着蛋白(solubleNSFattachmentproteins,SNAP)的膜受体，即SNAPs蛋白受体(SNAPreceptors,SNARE)0SNAREs在酵母细胞和神经细胞被独立发现，根据其分布和功能SNAREs被区分为t-SNAREs(targetmembraneSNAREs)和v・SNAREs(vesiclemembraneSN

2、AREs)。t-SNAREs包括syntaxin和SNAP-25家族，v-SNAREs包括VAMP/synaptobrevin及其相关蛋白。所有的SNAREs都有一个大约60个氨基酸的共同结构域，被认为是SNAREs模体。模体决定了所有SNAREs的特征并且介导SNAREs核心复合体(corecomplexes)的形成，在功能上非常重要。除了SNAREs模体，SNAREs还具冇旁侧序列使SNAREs与细胞膜连接，介导蛋白与蛋白的相互作用［1］。1.2SNAREs蛋白的基因组分析LittletonJT［2］发现酵母基因组沿其分泌途径有8个t-SNAREs的syntaxin成员，其中S

3、solp/Sso2p分布在浆膜上，Ufelp在内质网上，Pepl2p在核内体/溶酶体上，Vam3p在液泡上，Sed5p在中间室和顺式一高尔基体上，Tlglp/Tlg2p在反式■高尔基体和早期核内体上。果蝇基因组有11个syntaxin家族成员，线虫基因组编码9个syntaxinot-SNAREs超家族还包括SNAP-25/Sec9p,但不像syntaxin家族那么庞大，仅有三种果蝇和线虫基因产物编码SNAP-25相关蛋白。其中包括两个SNAP-25同源物和一个SNAP-29的同源物。SNAP-29亚家族如酵母Sec9p,缺乏能使其停靠在浆膜上的棕櫚酰半胱氨酸残基，SNAP-29可能

4、作为胞质蛋白与syntaxin发生作用。v-SNAREs家族在酵母中有10个成员，而在果蝇屮只分离出了5种，包括3个synaptobrevinj个Ykt6p和1个Sec22p的同源物。总之，从酵母到果蝇v-/t-SNARE数目上的变化很少，显示从单细胞生物到多细胞的真核生物亚细胞结构的分化是保守的。1.SNAREs核心复合体的形成及膜融合机制2.1SNAREs核心复合体（CORECOMPLEX）螺旋（一个来源于syntaxin,—个来源于synaptobrevin,两个来源于SNAP-25）形成四螺旋结构[ll3]o?Synaptobrevin/VAMP,syntaxin及SNAP

5、-25以1的比例聚合成稳定的三聚体结构，即SNAREs核心复合体。在实验条件下这种聚合是不可逆的。复合体遇热或变性剂均不变性，可以抵御肉毒杆菌和破伤风神经毒素的蛋白水解作用。Synaptobrevin,syntaxin和SNAP-25通过SNAREs模体彼此专有性地结合。一个核心复合体通过四个孤立的SNAREs模体2.2膜融合机制在膜融合开始阶段，首先是囊泡膜停靠在胞质膜，Rab蛋口、Rab效应蛋白、v-SNAREs与胞质膜上t・SNAREs形成特异性的复合体（松散型复合体）。随后SNAREs核心复合体装配，迫使两层膜靠近、弯曲（curvature）,近端结合。此时的SNAREs是

6、反式-SNAREs（因VAMP与syntaxin在相对着的两个膜上）。在形成融合孔前会形成不稳定的半融合孔，没有VAMP的存在SNAREs很难形成也无法稳定半融合孔状态。当Ca2+与synaptotagmin结合，促进VAMP和syntaxin的跨膜结构域重排形成顺式-SNAREs,膜远端结合进而形成融合孔，融合孔扩张，使递质释放。此时，胞质中的a-SNAP和NSF募集至此，与SNAREs核心复合体结合，NSF发挥ATP水解酶的作用，使SNAREs复合体解聚，结果SNAP・25、VAMP和syntaxin又呈游离状态，经再循环到达合适位置并加入下一个突触囊泡胞吐过程。虽然SNARE

7、核心复合体的形成本身可能并非膜融合所必不可少的，但作为一个催化过程，它可以稳定中间状态（半融合中间物）或者是催化融合孔的形成[4][5]。在SNAREs核心复合体形成以前，Secl/muncl8与syntaxin结合，使其空间构型呈闭合状态，一旦膜融合开始,rab蛋白促进Secl/muncl8与syntaxin的解离，使syntaxin闭合的空间构型打开，启动SNAREs复合体的装配。VogelK[6]等认为SNAP-25与syntaxin之间的相互作用对于SNAP-