Molecular Mechanisms of Postsynaptic AMPA Receptor Localization

突触后 AMPA 受体定位的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    9093834
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-09-26 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): AMPAR and spine dysfunction or dysregulation underlies many CNS diseases including depression, autism, PTSD, epilepsy, and stroke-induced neuronal damage. Precise postsynaptic localization of AMPARs is critical for fast synaptic transmission. It depends on PSD-95 and its interaction with auxiliary AMPAR subunits called TARPs. Despite its central role in targeting AMPARs, it is unknown how PSD-95 itself is anchored at the postsynapse. Our preliminary data suggest that A) a-actinin binds to the first 13 residues of the N-terminus of PSD-95; B) knock-down (KD) of a-actinin reduces postsynaptic PSD-95 content and mEPSCs, the latter phenocopying KD of PSD-95; C) mutating either Lys10 or Lys11 to Glu (K10E, K11E) specifically impairs PSD- 95 binding to a-actinin and postsynaptic targeting of PSD-95 and of AMPARs; D) peptide PSD95(1-13) displaces PSD-95 from a-actinin; E) injection of PSD95(1-13) decreases mEPSC amplitude. We hypothesize that a-actinin is critical for postsynaptic anchoring of PSD-95 and thereby AMPAR-TARP complexes. Proving this hypothesis will fundamentally advance our understanding of postsynaptic AMPAR localization. A), B), and D) are final data. Aims 1 and 2 will further scrutinize C) and E), i.e., whether mutating K10E and K11E or injecting PSD95(1-13) affect synaptic PSD-95 and AMPAR taregting using fluorescence microscopy and mEPSC. NMR structural analysis will identify residues in a-actinin that are important for PSD-95 binding. KD of endogenous a-actinin and replacement with either WT or mutant a-actinin will show whether mutant a-actinin is not able to rescue the KD effect on PSD-95, in contrast to our rescue with WT a-actinin. Aim 3 is to test whether NMDA-induced Ca2+ influx displaces PSD-95 from a-actinin and thereby from postsynaptic sites along with AMPARs via calmodulin (CaM). We found that Ca2+/CaM binds to the N-terminus of PSD-95 to dislodge a-actinin. Our structural NMR analysis of a complex between Ca2+/CaM and the first 71 aa of PSD-95 identified Y12 in PSD-95 as critical for CaM binding. Mutating Y12 to Glu (Y12E) prevents Ca2+/CaM binding without affecting a-actinin binding or postsynaptic localization of PSD-95. NMDA-induced Ca2+ influx displaces a portion of WT but not Y12E PSD-95 from spines. In fact, Y12E exhibits a large increase rather than decrease in spines upon Ca2+ influx. We will test whether this mutation and other manipulations unmask a mechanism that leads to postsynaptic accumulation of PSD-95 and AMPARs rather than their decrease. Such a decrease is usually seen following 5 min NMDA treatment and is referred to as chemical LTD. This exciting new direction will elucidate how Ca2+ influx can cause LTD rather than LTP. Page 1
描述(由申请人提供):AMPAR 和脊柱功能障碍或失调是许多 CNS 疾病的基础,包括抑郁症、自闭症、PTSD、癫痫和中风引起的神经元损伤。 AMPAR 的精确突触后定位对于快速突触传递至关重要。它取决于 PSD-95 及其与称为 TARP 的辅助 AMPAR 亚基的相互作用。尽管 PSD-95 在靶向 AMPAR 方面发挥着核心作用,但尚不清楚 PSD-95 本身如何锚定在突触后。我们的初步数据表明 A) α-辅肌动蛋白与 PSD-95 N 末端的前 13 个残基结合; B)α-辅肌动蛋白的敲除(KD)减少突触后PSD-95含量和mEPSC,后者模仿PSD-95的表型KD; C)将Lys10或Lys11突变为Glu(K10E、K11E)特异性损害PSD-95与α-肌动蛋白的结合以及PSD-95和AMPAR的突触后靶向; D) 肽PSD95(1-13)从α-辅肌动蛋白中置换PSD-95; E) 注射 PSD95(1-13) 会降低 mEPSC 幅度。我们假设α-辅肌动蛋白对于 PSD-95 以及 AMPAR-TARP 复合物的突触后锚定至关重要。证明这一假设将从根本上增进我们对突触后 AMPAR 定位的理解。 A)、B) 和 D) 是最终数据。目标 1 和 2 将进一步审查 C) 和 E),即使用荧光显微镜和 mEPSC 突变 K10E 和 K11E 或注射 PSD95(1-13) 是否会影响突触 PSD-95 和 AMPAR 靶向。 NMR 结构分析将鉴定α-辅肌动蛋白中对 PSD-95 结合很重要的残基。内源性α-辅肌动蛋白的KD和用WT或突变型α-辅肌动蛋白替换将显示突变型α-辅肌动蛋白是否无法挽救PSD-95上的KD效应,这与我们用WT a-肌动蛋白的挽救相反。目标 3 是测试 NMDA 诱导的 Ca2+ 流入是否会通过钙调蛋白 (CaM) 取代α-肌动蛋白上的 PSD-95,从而与 AMPAR 一起从突触后位点上取代 PSD-95。我们发现 Ca2+/CaM 与 PSD-95 的 N 末端结合以去除 α-辅肌动蛋白。我们对 Ca2+/CaM 与 PSD-95 前 71 个氨基酸之间的复合物进行结构 NMR 分析,确定 PSD-95 中的 Y12 对于 CaM 结合至关重要。将 Y12 突变为 Glu (Y12E) 可防止 Ca2+/CaM 结合,而不影响 a-肌动蛋白结合或 PSD-95 的突触后定位。 NMDA 诱导的 Ca2+ 流入会取代脊柱中的一部分 WT,但不会取代 Y12E PSD-95。事实上,Y12E 在 Ca2+ 流入时表现出刺的大幅增加而不是减少。我们将测试这种突变和其他操作是否揭示了导致 PSD-95 和 AMPAR 突触后积累而不是减少的机制。这种减少通常在 5 分钟 NMDA 处理后出现,被称为化学 LTD。这个令人兴奋的新方向将阐明 Ca2+ 流入如何导致 LTD 而不是 LTP。第1页

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

JOHANNES W HELL其他文献

JOHANNES W HELL的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('JOHANNES W HELL', 18)}}的其他基金

Postsynaptic Signaling by Norepinephrine and cAMP
去甲肾上腺素和 cAMP 的突触后信号传导
  • 批准号:
    10557151
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Postsynaptic Signaling by Norepinephrine and cAMP
去甲肾上腺素和 cAMP 的突触后信号传导
  • 批准号:
    10445917
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Detection of Synaptic Proteins with Fluorescent Molecular Rotor-labeled Peptides
使用荧光分子转子标记肽检测突触蛋白
  • 批准号:
    10063961
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Role of a-actinin in Cav1.2 Function
a-肌动蛋白在 Cav1.2 功能中的作用
  • 批准号:
    9924426
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Dysregulation of Cav1.2 by beta amyloid peptide
β 淀粉样肽导致 Cav1.2 失调
  • 批准号:
    10521735
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Role of a-actinin in Cav1.2 Function
a-肌动蛋白在 Cav1.2 功能中的作用
  • 批准号:
    9333166
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Postsynaptic AMPA Receptor Localization
突触后 AMPA 受体定位的分子机制
  • 批准号:
    8818208
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Postsynaptic AMPA Receptor Localization
突触后 AMPA 受体定位的分子机制
  • 批准号:
    8935917
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Predoctoral Training in Pharmacological Sciences
药理学博士前培训
  • 批准号:
    10166859
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Signaling by cAMP within Postsynaptic Nanodomains
突触后纳米结构域内的 cAMP 信号传导
  • 批准号:
    8533055
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:

相似国自然基金

肌动蛋白结合蛋白ANLN在胆汁淤积性肝损伤后肝再生过程中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370648
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
WDR1介导的肌动蛋白解聚动态平衡在小脑浦肯野细胞衰老性焦亡中的作用研究
  • 批准号:
    32371053
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
肌动蛋白成核促进因子SHRC的结构和分子机制的研究
  • 批准号:
    32301034
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肌动蛋白结合蛋白Xirp2介导基质刚度诱导心肌细胞肥大的力学生物学机制
  • 批准号:
    12372314
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
染色质重塑因子肌动蛋白样6A在视网膜变性中的作用机制及干预研究
  • 批准号:
    82371081
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Molecular Mechanisms of Postsynaptic AMPA Receptor Localization
突触后 AMPA 受体定位的分子机制
  • 批准号:
    8818208
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Postsynaptic AMPA Receptor Localization
突触后 AMPA 受体定位的分子机制
  • 批准号:
    8935917
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Fragile X and Synaptic Plasticity
脆性 X 和突触可塑性
  • 批准号:
    7789613
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Fragile X and Synaptic Plasticity
脆性 X 和突触可塑性
  • 批准号:
    7654969
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
Fragile X and Synaptic Plasticity
脆性 X 和突触可塑性
  • 批准号:
    8018669
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 49.44万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了