A conformational switch in the Piccolo C2A domain regulated by alternative splicing.
Nature Struct. Mol. Biol. 11, 45–53 (2004) | |
 (Рис.1.) | Alternative splicing of the Piccolo C2A domain.  (Рис.2.) | The Ca2+-binding properties of the short Piccolo C2A domain resemble those typical of C2 domains.  (Рис.3.) | The short and long Piccolo C2A domain variants have similar structures in the presence of Ca2+ but not in the absence of Ca2+.  (Рис.4.) | The short Piccolo C2A domain exhibits Ca2+-dependent binding to negatively charged phospholipids with much higher apparent Ca2+ affinity and lower salt sensitivity than the long form.  (Рис.5.) | Three-dimensional structure of the Ca2+-free long Piccolo C2A domain.  (Рис.6.) | Nature of the Ca2+-induced conformational change in the long Piccolo C2A domain.  (Рис.7.) | Conformational change in the top loops required for Ca2+ binding to the long Piccolo C2A domain.  (Табл.1.) | A conformational switch in the Piccolo C2A domain regulated by alternative splicing
|
Piccolo – пресинаптический белок, который участвует в сборке активной зоны. Благодаря двум его С2 доменам (Ca2+ - и lipid-binding motifs) было высказано предположение о его участии в процессах сигнализирования в синапсах. Однако функциональная значимость этих доменов для Piccolo оставалась неизвестной. Недавние структурные исследования показали, что C2A домен Piccolo подвергается альтернативному сплайсингу, в результате которого образуются изоформы значительно различающиеся по своим биохимическим свойствам.
Synaptotagmin 1, другой пресинаптический белок также имеет С2 домены, дающие возможность этому белку связывать Са2+ и работать как сенсор во время синаптического экзоцитоза. Интересно то, что C2A домены Piccolo и synaptotagmin имеют большое сходство. Одним из главных различий между ними является участок из девяти амнокислот, присутствующий только в Piccolo. В работе Garcia с соавт. были получены доказательства того, что этот сегмент подвергся альтернативному сплайсингу. Удивительно то, что «короткая» версия белка имела более высокую степень аффинности к Са2+ по сравнению с «несплайсированным» вариантом. Кроме того, сплайсинг приводил к аннулированию ранее охарактеризованной Са2+ - зависимой димеризации Piccolo.
Со структурной точки зрения спектроскопический анализ показал, что в «длинной» версии белка девяти-аминокислотный сегмент перемещает каноническую β-цепь из области белка известной как β-sandwich. Смещенная последовательность впоследствии разрушает Са2+ связывающую область С2А домена. Такая структурная реорганизации вполне объясняет повышенную аффинность Piccolo к Ca2+ ионам.
Каков же функциональный смысл существования двух вариантов Piccolo? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо исследовать, приводит ли присутствие короткой или длинной версии белка к различиям в слиянии синаптических пузырьков. В настоящее время данные поддерживают гипотезу о том, что Piccolo, кроме его участия в построении активной зоны, имеет и другое значение. Показано, что сплайсинг может участвовать в создании нового механизма для регуляции С2 доменов, присутствующих во многих белках. См. также: Davletov, B. & Jimenez, J. L. Sculpting a domain by splicing. Nature Struct. Mol. Biol.11, 4–5 (2004)
|