Нейролігін

Нейролігіни (англ. Neuroligin, NLGN) — тип трансмембранних білків задіяних в процесах клітинної адгезії збоку постсинаптичної мембрани в клітинах нейронів. Внеклітиний домен нейролігінів має 32-26 % структурну схожість із глобулярним доменом ферменту ацетихолінестерази (AChE), що робить їх частиною надсімейства α/β-гідролаз.[1] В результаті ліганд-взаємодії із пресинаптичним білком адгезії нейрексином впливає на формування та підтримання синаптичних контактів. Нейролігіни також взаємодіють із іншими постсинаптичними білками, відіграють роль у просторовому розташуванні рецепторів та йонних каналів.[2] Мутації кодуючих нейролігини генів людини асоційовані із деякими розладами аутичного спектру та з формуванням особливостей когнітивного розвитку.[3]


Гени та експресія

[ред. | ред. код]

Гени, які кодують нейролігини є досить консервативними, їх ідентифіковано в геномах хребетних та безхребетних тварин, включно з деякими комахами та аплизією (морські зайці).[4] В людини ідентифіковано п'ять генів кодуючих білки нейролігіни:

NLGN1 — експресується виключно в клітинах центральної нервової системи людини (ЦНС), в збудливих синапсах.

NLGN2 — експресується в гальмівних синапсах ЦНС. В організмах миші та людині були ідентифіковані також в тканинах жовчного міхура, легень, судин, матки та кишки.

NLGN3 — експресується в гальмівних та збудливих синаптичних контактах, в гліальних клітинах. В організмі людини експресується такох в клітинах серця, скелетних м'язів, жовчного міхура, плаценти.

NLGN4X — експресується в гальмівних синапсах ЦНС, клітинах серця, скелетній мускулатурі, жовчному міхурі. На Відміну від попередніх білків не є консервативним та ідентифікований виключно в організмі людини.

NLGN5 — (також відомий як NLGN4Y), кодуючий ген якого розташований на Y-хромосомі.

Альтернативний сплайсинг

[ред. | ред. код]

Позаклітинна частина нейролігінів AChE домену містить два сайти альтернативного сплайсингу, для кожного гену існує до чотирьох можливих ізоформ кодованого ним білка. Це набагато менше ніж в іншої половини нейролігін-нейрексинового комплексу (кількість варіантів нейрексину сягає >2000). Деякі, протилежні відносно розташування до синаптичної щілини, сплайс-варіанти є селективними по відношенню однин-до-одного, що натякає на можливу роль специфічних комбінацій ізоформ в міжклітинній комунікації, синаптичній організації тощо.[5]

Роль у формуванні синаптичних контактів

[ред. | ред. код]

Нейролігіни здатні утворювати кальцій-залежні транссинаптичні контакти із зовнішніми LNS (англ. laminin, neurexin and sex hormone-binding globulin-like folding units) доменами пресинаптичних білків типу α-нейрексин, β-нейрексин.[1]

In vitro нейролігіни експресовані на поверхні клітин (інших за нейрони) стимулюють формацію реліз-сайтів на поверхні наближених аксонів. Функціонально такі формації нагадують напів-синапс.

Результати in vivo дослідів вказують на формування синапсів під значним впливом інших адгезивних молекул таких як імуноглоболін (immunoglobulin-domain) та білків кадгеринів на початкових етапах утворення синаптичного контакту, тоді як нейролігін-нейрексин комплекси відіграють роль в підтримці цих контактів, локалізації везикул та рецепторів.[5]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б Fabrichny IP, Leone P, Sulzenbacher G, Comoletti D, Miller MT, Taylor P, Bourne Y, Marchot P (December 2007). «Structural analysis of the synaptic protein neuroligin and its beta-neurexin complex: determinants for folding and cell adhesion». Neuron. 56 (6): 979–91. doi:10.1016/j.neuron.2007.11.013. PMC 2703725. PMID 18093521.
  2. ↑ Purves, Dale; Augustine, George; Fitzpatrick, David; Hall, William C.; LaMantia, Anthony-Samual; White, Leonard E. (2012). Neuroscience Fifth Edition. Sunderland, MA: Sinauer Associates. pp. 521—522. ISBN 978-0-87893-695-3.
  3. ↑ Südhof TC (October 2008). «Neuroligins and neurexins link synaptic function to cognitive disease». Nature. 455 (7215): 903–11. Bibcode:2008Natur.455..903S. doi:10.1038/nature07456. PMC 2673233. PMID 18923512.
  4. ↑ Lisé MF, El-Husseini A (August 2006). «The neuroligin and neurexin families: from structure to function at the synapse». Cellular and Molecular Life Sciences. 63 (16): 1833–49. doi:10.1007/s00018-006-6061-3. PMID 16794786. S2CID 1720692.
  5. ↑ а б Craig AM, Kang Y (February 2007). «Neurexin-neuroligin signaling in synapse development». Current Opinion in Neurobiology. 17 (1): 43–52. doi:10.1016/j.conb.2007.01.011. PMC 2820508. PMID 17275284.