GAP43 se denomina proteína de "crecimiento" o "plasticidad" porque se expresa en altos niveles en los conos de crecimiento neuronal durante el desarrollo [6] y la regeneración axonal, y se fosforila después de la potenciación a largo plazo y después del aprendizaje. [ cita requerida ]
GAP43 es un componente crucial del axón y la terminal presináptica . Su mutación nula conduce a la muerte a los pocos días del nacimiento, debido a defectos en la búsqueda de caminos del axón. [7]
GAP43, es una proteína citoplasmática específica de tejido nervioso que se puede unir a la membrana mediante una secuencia de palmitoilación dual en las cisteínas 3 y 4. Esta secuencia se dirige a GAP43 a balsas lipídicas . Es un sustrato principal de la proteína quinasa C ( PKC ) y se considera que juega un papel clave en la formación, regeneración y plasticidad de neuritas . [8] [9] El papel de GAP-43 en el desarrollo del SNC no se limita a los efectos sobre los axones: también es un componente del centrosoma , y las neuronas diferenciadoras que no expresan GAP-43 muestran una localización errónea del centrosoma y los husos mitóticos, particularmente en divisiones de células neurogénicas. Como consecuencia, en el cerebelo , el conjunto de precursores neuronales no se expande normalmente y el cerebelo es significativamente más pequeño. [10]
Varios laboratorios diferentes que estudian la misma proteína, ahora llamada GAP43, inicialmente usaron nombres diferentes. Fue designado F1, luego B-50, luego GAP43, pp46 y finalmente neuromodulina, cada nombre reflejando una función diferente de la misma molécula. [11] La F1 se localizó en las sinapsis y su fosforilación aumentó un día después del aprendizaje. Sin embargo, F1 no dependía de cAMP quinasa. B-50 fue regulado por el péptido pituitario ACTH y se asoció con el comportamiento de aseo. En el caso de GAP-43, se designó como una proteína asociada al crecimiento porque su síntesis se regulaba positivamente durante la regeneración axonal. La Pp46 se concentró en conos de crecimiento neuronal y, por tanto, se postuló que desempeñaba un papel importante en el desarrollo del cerebro. En el caso de la neuromodulina, se demostró que se une a la calmodulina con avidez.
GAP43, la elección de consenso para su designación, [11] es una proteína específica del sistema nervioso que se une a la membrana a través de una secuencia de palmitoilación dual en las cisteínas 3 y 4, aunque puede existir en forma no unida en el citoplasma . Esta secuencia dual permite la asociación de fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato [PI (4,5) P2] o PIP2, con actina, facilitando la polimerización de este último regulando así la estructura neuronal. Esto puede ocurrir dentro de una balsa de lípidos para compartimentar y localizar la motilidad de los filopodios en los conos de crecimiento en los cerebros en desarrollo, y también podría remodelar las terminales presinápticas en adultos de una manera dependiente de la actividad. GAP-43 es también un sustrato de proteína quinasa C (PKC). La fosforilación de serina-41 en GAP-43 por PKC regula la formación, regeneración y plasticidad sináptica de neuritas. [8]
Debido a la asociación y la unión potencial de GAP43 con varias moléculas diferentes, incluidas PKC, PIP2 , actina , calmodulina , espectrina , palmitato, sinaptofisina , amiloide y proteína tau , puede ser útil pensar en GAP43 como una proteína adaptadora situada dentro el terminal en un complejo supramolecular que regula las funciones terminales presinápticas, particularmente la comunicación bidireccional con el proceso postsináptico. Su importante papel en el almacenamiento de la memoria y la información se ejecuta a través de sus mecanismos biológicos celulares de fosforilación, palmitoilación , interacción proteína-proteína y estructura.remodelación mediante polimerización de actina .