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肉毒毒素 D 利用突触囊泡蛋白 SV2 和神经节苷脂作为受体。

Botulinum neurotoxin D uses synaptic vesicle protein SV2 and gangliosides as receptors.

机构信息

Department of Microbiology and Molecular Genetics, Harvard Medical School and Division of Neuroscience, New England Primate Research Center, Southborough, Massachusetts, United States of America.

出版信息

PLoS Pathog. 2011 Mar;7(3):e1002008. doi: 10.1371/journal.ppat.1002008. Epub 2011 Mar 31.

DOI:10.1371/journal.ppat.1002008
PMID:21483489
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3068998/
Abstract

Botulinum neurotoxins (BoNTs) include seven bacterial toxins (BoNT/A-G) that target presynaptic terminals and act as proteases cleaving proteins required for synaptic vesicle exocytosis. Here we identified synaptic vesicle protein SV2 as the protein receptor for BoNT/D. BoNT/D enters cultured hippocampal neurons via synaptic vesicle recycling and can bind SV2 in brain detergent extracts. BoNT/D failed to bind and enter neurons lacking SV2, which can be rescued by expressing one of the three SV2 isoforms (SV2A/B/C). Localization of SV2 on plasma membranes mediated BoNT/D binding in both neurons and HEK293 cells. Furthermore, chimeric receptors containing the binding sites for BoNT/A and E, two other BoNTs that use SV2 as receptors, failed to mediate the entry of BoNT/D suggesting that BoNT/D binds SV2 via a mechanism distinct from BoNT/A and E. Finally, we demonstrated that gangliosides are essential for the binding and entry of BoNT/D into neurons and for its toxicity in vivo, supporting a double-receptor model for this toxin.

摘要

肉毒神经毒素(BoNTs)包括七种细菌毒素(BoNT/A-G),它们靶向突触前末梢,并作为蛋白酶切割突触小泡胞吐所需的蛋白质。在这里,我们鉴定出突触小泡蛋白 SV2 是 BoNT/D 的蛋白受体。BoNT/D 通过突触小泡再循环进入培养的海马神经元,并且可以在脑洗涤剂提取物中结合 SV2。缺乏 SV2 的神经元不能结合和进入 BoNT/D,而 SV2 的三种同工型(SV2A/B/C)之一的表达可以挽救这种情况。SV2 在质膜上的定位介导了 BoNT/D 在神经元和 HEK293 细胞中的结合。此外,包含 BoNT/A 和 E 的结合位点的嵌合受体,这两种其他使用 SV2 作为受体的 BoNTs,不能介导 BoNT/D 的进入,这表明 BoNT/D 通过不同于 BoNT/A 和 E 的机制结合 SV2。最后,我们证明神经节苷脂对于 BoNT/D 进入神经元的结合和进入以及其在体内的毒性是必不可少的,支持了这种毒素的双受体模型。

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