Специфический протеолиз нейронального белка GAP-43 кальпаином. Характеристика, регуляция, физиологическая роль^*

Аннотация

Исследован механизм специфического протеолиза нейронального белка GAP-43 в аксонных окончаниях. Установлено, что в синаптических окончаниях аксонов in vivo и в синаптосомах расщепление GAP-43 происходит в единственной точке − около остатка Ser41, в главном эффекторном домене белка GAP-43. Показано, что протеолиз GAP-43 в этом сайте осуществляется цистеиновой кальцийзависимой нейтральной протеазой кальпаин. Важно, что в этом процессе специфически участвует m-кальпаин. Такой вывод основан на следующих результатах: 1) кальцийзависимый протеолиз GAP-43 в синаптосомах нечувствителен к селективному ингибитору μ-кальпаина PD151746, но блокируется ингибитором μ- и m-кальпаина PD150606, 2) протеолиз GAP-43 в синаптосомах, обработанных кальциевым ионофором А23187, активируется только миллимолярной концентрацией ионов кальция, 3) характер фрагментации очищенного белка GAP-43 m-кальпаином, но не μ-кальпаином, совпадает с наблюдаемым в синаптических окончаниях in vivo. Показано, что белок GAP-43, фосфорилированный по остатку Ser41 протеинкиназой С (ПКС), устойчив к действию кальпаина. Связывание GAP-43 с кальмодулином также препятствует протеолизу GAP-43 кальпаином. Полученные данные указывают на важное физиологическое значение протеолиза GAP-43 m-кальпаином и его регуляции кальмодулином и ПКС, в частности, в навигации конусов роста аксонов. Высказано предположение, что функция N-концевого фрагмента GAP-43 (1−40), образующегося при расщеплении белка GAP-43 m-кальпаином, заключается в активации нейронального гетеротримерного GTP-связывающего белка G_o, приводящей к повороту конуса роста в ответ на действие репульсивных (отталкивающих) сигналов.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: