Complexina
| Sinafina | ||||||||
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 Estructura 3-D del complejo Complexin / SNARE | ||||||||
| Identificadores | ||||||||
| Símbolo | Sinafina | |||||||
| Pfam | PF05835 | |||||||
| InterPro | IPR008849 | |||||||
| SCOP2 | 1l4a / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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La complexina (también conocida como sinafina ) se refiere a una de un pequeño conjunto de proteínas neuronales citoplasmáticas eucariotas que se une al complejo proteico SNARE ( SNAREpin ) con una alta afinidad. Estos se denominan sinafina 1 y 2. En presencia de Ca 2+ , la proteína de la vesícula de transporte sinaptotagmina desplaza a la complexina, lo que permite que el complejo proteico SNARE se una a la vesícula de transporte a la membrana presináptica.
La complexina actúa como inhibidor y facilitador de la fusión de vesículas sinápticas y la liberación de neurotransmisores . En una conformación, sujeta los complejos SNAREpin , evitando la fusión de vesículas, mientras que en una conformación diferente libera los SNAREpins , lo que permite que la sinaptotagmina desencadene la fusión. [1] Si bien la complexina no es necesaria para la exocitosis de vesículas sinápticas, sí aumenta la liberación de neurotransmisores en un 60-70%, como lo demuestra la eliminación del gen de la complexina en ratones. [2] Varias enfermedades neurológicas humanas se han relacionado con una deficiencia de complexina.
La sinafina puede promover la exocitosis al promover la interacción entre la sintaxina complementaria y las regiones transmembrana de la sinaptobrevina que residen en membranas opuestas antes de la fusión. [2]
Estructura y encuadernación
La complexina es una pequeña proteína citosólica altamente cargada que es hidrófila, rica en ácido glutámico y residuos de lisina . [3] La región central de la complexina (aminoácidos 48-70) se une al núcleo de SNARE como una α-hélice antiparalela , que une la complexina al complejo de SNARE. Interactúa selectivamente con el complejo ternario SNARE pero no con las proteínas monoméricas SNARE. La complexina se une al surco entre las hélices sinaptobrevina y sintaxina. Complexin estabiliza la parte C-terminal del complejo SNARE.
Función
La complexina actúa como un regulador positivo de la exocitosis de vesículas sinápticas y se une selectivamente al complejo neuronal SNARE . La complexina tiene una función doble, ya que puede actuar como promotor o inhibidor de la fusión de vesículas. Esta doble funcionalidad depende de la actividad sináptica, como un estímulo despolarizante que llega a la sinapsis . Al actuar como una pinza de fusión en la inhibición de la fusión y un promotor durante la despolarización , los niveles de concentración de complexina regulan el tamaño del conjunto de vesículas , como el del conjunto de fácil liberación, importante para los cambios de respuesta a corto plazo. [4]
La complexina actúa para inhibir la fusión: sujeción por fusión
La inhibición de la fusión es necesaria para prevenir la exocitosis espontánea de vesículas en la sinapsis. Si una pinza no mantiene estables las agrupaciones de vesículas sinápticas e inhibe su fusión, el potencial de disparo espontáneo y agotamiento de la acumulación de vesículas es mucho mayor. Se cree que el dominio C-terminal de la complexina es responsable de esta función inhibidora. [5] En varios organismos eucariotas, las mutaciones en la complexina se relacionaron con aumentos drásticos en las tasas de exocitosis espontánea . [6]
Un posible mecanismo de cómo la complexina ancla mecánicamente las vesículas para prevenir la fusión implica la unión inhibidora al complejo de ensamblaje SNARE . [7] Se sugiere que el dominio de hélice alfa N-terminal del complexin se incorpora al paquete de hélice del complejo SNARE y previene el cierre del ensamblaje. [4] [8] En contraste con esto, otra hipótesis es que la complexina, independiente de las interacciones de sinaptotagmina , se reticula con los complejos SNARE en una matriz en zig-zag. [7] Los datos recientes apoyan lo primero, que la sinaptotagmina juega un papel en causar un cambio conformacional en las interacciones SNARE similar al cambio causado por el calcio. [4]Esta unión de la sinaptotagmina unida al calcio crea una interacción que libera la pinza de fusión de la complexina, provocando la fusión de la membrana y la exocitosis. [9]
- Efectos del calcio
En niveles bajos de calcio, la complexina tiene un efecto inhibidor y de sujeción comparativamente más fuerte sobre la liberación espontánea de vesículas. Se cree que esto se contrarresta con sinaptotagmina al aumentar los niveles de calcio, a medida que aumenta la actividad de la sinaptotagmina, lo que proporciona más energía para eliminar el efecto de sujeción de la complexina. [4]
La complexina actúa para promover la fusión
La complexina también puede promover la fusión cuando se transmite un estímulo a la sinapsis . Independientemente de su funcionalidad de sujeción (como cuando se elimina el C-terminal de la complexina), la complexina todavía puede funcionar como un promotor de exocitosis. [10] Esta vía está mediada por sinaptotagmin -10 [11]
Asociación con Synaptotagmin
Los experimentos de eliminación de complexina se han relacionado con la exocitosis dependiente de Synaptotagmin -1 y -10. Ambas proteínas de la sinaptotagmina parecen depender de un cofactor de complexina, lo que indica la importancia de la complexina en toda la familia de las sinaptotagminas . [11]
Genes
- CPLX1 , CPLX2 , CPLX3 , CPLX4
Ver también
- Synaptotagmin
Referencias
- ^ Krishnakumar, Shyam; Radoff, Daniel; Kuemmel, Daniel; Giraudo, Claudio; Li, Feng; Khandan, Lavan; Wood Baguely, Stephanie; Coleman, Jeff; Reinisch, Karin; Pincet, Frederic; Rothman, James (agosto de 2011). "Se requiere un cambio conformacional en la complexina para que la sinaptotagmina desencadene la fusión sináptica" . Naturaleza Biología Molecular y Estructural . 18 (8): 934–940. doi : 10.1038 / nsmb.2103 . PMC 3668341 . PMID 21785412 .
- ↑ a b Hu K, Carroll J, Rickman C, Davletov B (2002). "Acción de la complexina sobre el complejo SNARE" . J Biol Chem . 277 (44): 41652–6. doi : 10.1074 / jbc.M205044200 . PMID 12200427 .
- ^ Ishizuka T, Saisu H, Odani S, Abe T (1995). "Sinafina: una proteína asociada al complejo de acoplamiento / fusión en terminales presinápticas". Biochem Biophys Res Commun . 213 (3): 1107–14. doi : 10.1006 / bbrc.1995.2241 . PMID 7654227 .
- ^ a b c d Jorquera, RA; Huntwork-Rodríguez, S .; Akbergenova, Y .; Cho, RW; Littleton, JT (2012). "La complexina controla la liberación de neurotransmisores espontáneos y evocados regulando el tiempo y las propiedades de la actividad de la sinaptotagmina" . Revista de neurociencia . 32 (50): 18234–18245. doi : 10.1523 / JNEUROSCI.3212-12.2012 . PMC 3530744 . PMID 23238737 .
- ^ Wragg, RT; Snead, D .; Dong y.; Ramlall, TF; Menon, I .; Bai, J .; Eliezer, D .; Dittman, JS (2013). "Vesículas sinápticas posicionan la complexina para bloquear la fusión espontánea" . Neurona . 77 (2): 323–334. doi : 10.1016 / j.neuron.2012.11.005 . PMC 3559010 . PMID 23352168 .
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- Proteínas
