依赖氧化还原反应的Gephyrin突触聚集

《Nature Communications》：Redox-dependent synaptic clustering of gephyrin

　　

摘要

活性氧（ROS）已被证实作为信号分子发挥核心作用，因此其功能已超越氧化应激，在疾病和衰老过程中扮演重要角色。在抑制性突触中，支架蛋白鹅豆素（gyphrin）会聚集甘氨酸和GABA A型受体。突触后的鹅豆素聚集受到翻译后修饰的影响，如磷酸化、S-棕榈酰化和S-亚硝基化，这些修饰对其支架功能至关重要。在这里，我们发现鹅豆素表面暴露的半胱氨酸残基的氧化会引发可逆的突触多聚化，从而提供更多的受体结合位点，并增强蛋白质的保护作用。位于之前已确定的E结构域SDII界面的Cys419残基被鉴定为一个关键残基，它以氧化还原依赖的方式进一步调节鹅豆素的液-液相分离。我们还观察到，表面暴露的半胱氨酸对于维持快速的小型抑制性突触电流上升时间是必需的，这支持了鹅豆素氧化还原调节的功能相关性。综上所述，我们的发现表明鹅豆素中的半胱氨酸通过氧化还原开关来调节突触的定位和聚集，从而建立了抑制性突触中神经元活动与代谢活动之间迄今尚未明确的联系。