神经退行性疾病患者大脑中一种蛋白质因其膜结合改变而上调

神经元钙传感器(NCS)家族的蛋白质作为钙依赖的分子开关,以维持脑细胞之间的通信。大多数NCS蛋白参与由钙失调引起的神经退行性疾病。神经元钙传感器-1 (NCS1)是一种属于该家族的蛋白,在精神分裂症、双相情感障碍、帕金森病和阿尔茨海默病患者的前额皮质中表达上调。

Fig1-Boisselier

图1所示。

NCS1与不同底物相互作用,以确保其多种细胞功能。NCS1还根据钙浓度与细胞膜动态相互作用。细胞膜主要由磷脂组成,磷脂由一个极性头和两个脂肪酸酰基链组成。极面要么带负电(图中红圈)或者是一个中性电荷(图中绿色圆圈)。脂肪酸酰基链的长度和不饱和度也可能不同。脂肪酸酰基链的不饱和是由于两个相邻碳原子之间存在双键(图中黑色为不饱和脂肪酸酰基链,蓝色为饱和脂肪酸酰基链)。所有这些磷脂组成的差异都会影响蛋白质的膜结合。Langmuir单层模型是一种生物物理方法,可以模拟细胞膜,并确定蛋白质和组成细胞膜的不同磷脂之间的协同作用。根据我们的研究结果,NCS1优先与由中性极性头和不饱和脂肪酸酰基链组成的磷脂相互作用(图中绿色圆圈和黑色脂肪酰基链)。在图中,NCS1蛋白说明了这种相互作用(彩色的结构)结合膜的特定区域,这些区域主要由磷脂组成。

然而,精神分裂症、帕金森氏症和阿尔茨海默氏症患者的大脑细胞膜组成发生了巨大变化。事实上,在他们的大脑细胞膜中观察到不饱和脂肪酸酰基链浓度的降低(图中右侧黑色脂肪酰基链较少)。此外,中性极性头的数量减少有利于负极性头的数量(图中右侧绿色圆圈较少)。这些变化对NCS1的膜结合和功能产生了巨大的影响。事实上,由中性极性头磷脂和不饱和脂肪酸酰基链组成的特异性结构域较少,正确结合膜并保证其功能的NCS1蛋白较少。因此,在神经退行性疾病患者的大脑中观察到的NCS1上调可能是为了平衡膜结合NCS1的缺乏。

撒母耳LemireElodie Boisselier
CUO-Recherche, Hôpital du saint - sacement,
中华医学会医学会医学会医学会眼科医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会医学会
加拿大,拉瓦尔大学,加拿大,quimube, quimube

出版

神经元钙传感器1 (NCS1)的膜结合。
Lemire S, Jeromin A, Boisselier É。
Colloids Surf B Biointerfaces. 2016年3月1日

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