Stefani G, Onofri F, Valtorta F, Vaccaro P, Greengard P, Benfenati F
Department of Experimental Medicine, University of Roma Tor Vergata, Italy.
J Physiol. 1997 Nov 1;504 ( Pt 3)(Pt 3):501-15. doi: 10.1111/j.1469-7793.1997.501bd.x.
突触结合蛋白I是一种主要的与突触小泡(SV)相关的磷蛋白,参与神经递质释放和突触形成的调节。通过以磷酸化依赖的方式与SV的磷脂和蛋白质成分高亲和力结合,突触结合蛋白I被认为可使SV聚集并将它们附着于神经末梢基于肌动蛋白的细胞骨架上。
在本研究中,我们利用连接到突触结合蛋白I和膜双层的合适荧光团之间的荧光共振能量转移,研究了突触结合蛋白I与SV相互作用的动力学方面以及离子强度和位点特异性磷酸化对其调节的机制。
突触结合蛋白I与SV的磷脂和蛋白质成分的结合具有快速动力学:在20℃时,结合的平均时间常数在1至4秒之间,离子强度诱导的解离时间常数在9至11秒之间。与磷脂成分的相互作用主要由与膜核心的疏水结合组成,这可能解释了突触结合蛋白I的膜稳定作用。
由SV相关的或纯化的外源钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(CaMPKII)对突触结合蛋白I进行磷酸化,通过作用于结合的离子强度敏感成分,抑制了结合速率和稳态下与SV的结合。当去磷酸化的突触结合蛋白I先前已与SV结合时,在ATP存在下将SV暴露于钙/钙调蛋白会触发突触结合蛋白I迅速解离,其时间常数与离子强度诱导的解离相似。
总之,突触结合蛋白I与SV之间的可逆相互作用受到位点特异性磷酸化的高度调节,并且其动力学与在可比温度条件下在哺乳动物神经元中确定的SV循环动力学处于相同数量级。这些发现与突触结合蛋白I在胞吐 - 内吞循环期间与SV结合和解离的假设一致。由SV相关的CaMPKII对突触结合蛋白I进行囊泡上的磷酸化,以及随后蛋白质从囊泡膜上解离下来,虽然不参与介导单个刺激诱发的引发囊泡的胞吐作用,但可能代表了一种快速有效的调节神经递质释放和突触前可塑性的机制。