Interaction of Anesthetics with Neuronal PDZ Domains

麻醉药与神经元 PDZ 结构域的相互作用

基本信息

  • 批准号:
    7850412
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-07-17 至 2011-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Anesthetics affect the central nervous system by altering synaptic transmission, but the mechanisms are poorly understood. PSD-95/SAP90 is one of a family of proteins recently shown to physically link synaptic signaling proteins into macromolecular signal transduction structures via PDZ domain interactions. We discovered PSD-95/SAP90 interacts with NMDA receptors and neuronal NOS in the spinal cord. Suppression of PSD-95/SAP90 expression reduced the dose required for inhalational anesthesia. Preliminary data shows clinically relevant concentrations of anesthetics dose-dependently inhibit the PDZ domain-mediated protein interaction between PSD-95 or PSD-93 and the NMDA receptor or neuronal NOS. These inhibitory effects are immediate, potent, reversible, and occur at a hydrophobic peptide-binding groove on the surface of the second PDZ domain of PSD-95. The focus of this proposal is to understand the mechanism by which inhaled anesthetics interact with PDZ domains in neuronal signaling pathways and the biological consequences of these interactions. The aims of the current proposal will: 1) Determine if the effect of inhalational anesthetics on neuronal PDZ domain-mediated protein-protein interactions observed with the NMDA receptor can be generalized to other neuronal signaling pathways using yeast 2-hybrid, co- IP, GST pulldown and plasmon resonance approaches. 2) Define the importance of inhalational anesthetic disruption of PDZ domain-containing protein interactions in the biologic state of anesthesia by investigating the effect of knockout, knockdown and direct inhibition of PSD-93/PSD-95 on MAC of inhalational anesthetics and on locomotor activity, including placing reflex, grasping reflex and righting reflex. Determine the effect of inhalational anesthetic on NMDA mediated neurophysiologic responses in the spinal cord and cortex of mice with and without knockout of PSD-95 or PSD-93. 3) Characterize the biophysical interaction of anesthetics with the PDZ domains. To do so, the effect of mutation of PDZ2 inhalational anesthetic-binding sites and other similar domains on inhalational anesthetic binding to the domains will be evaluated using plasmon resonance, affinity photolabeling, and calorimetry studies.
描述(由申请人提供):麻醉药通过改变突触传播来影响中枢神经系统,但对机制的了解很少。 PSD-95/SAP90是最近显示出通过PDZ结构域相互作用将突触信号蛋白物理联系到大分子信号转导结构的蛋白质之一。我们发现PSD-95/SAP90与NMDA受体和脊髓中的神经元NOS相互作用。 PSD-95/SAP90表达的抑制减少了吸入麻醉所需的剂量。初步数据显示,麻醉剂剂量的临床相关浓度依赖性地抑制了PSD-95或PSD-93和NMDA受体或神经元NOS之间的PDZ结构域介导的蛋白质相互作用。这些抑制作用是直接的,有效的,可逆的,并且发生在PSD-95的第二个PDZ结构域的表面上的疏水肽结合凹槽处。该建议的重点是了解吸入麻醉药在神经元信号通路中与PDZ结构域相互作用的机制以及这些相互作用的生物学后果。当前提案的目的是:1)确定吸入麻醉药对与NMDA受体观察到的神经元PDZ介导的蛋白质蛋白相互作用的影响是否可以推广到其他神经元信号通路,使用酵母2-杂交,共桥,co-ip,co-ip,co-ip,co-ip,gst polldown和plasmon and plason and plasmon和plason and Resonance方法。 2)通过研究敲除,敲除和直接抑制PSD-93/psd-95对吸入性麻醉和graplex fromix fromixlix的敲除,敲除和直接抑制对MAC对MAC对MAC对MAC对MAC对Mac对Mac对MAC的影响,从而定义了吸入性麻醉性破坏在麻醉生物学状态下对含PDZ结构域蛋白质相互作用的重要性。确定吸入麻醉对NMDA介导的小鼠脊髓和皮层中NMDA介导的神经生理反应的作用,而PSD-95或PSD-93的敲除。 3)表征麻醉剂与PDZ结构域的生物物理相互作用。为此,将使用等离子共振,亲和力光标记和量热法研究评估PDZ2吸入麻醉结合位点突变对吸入麻醉结合的影响。

项目成果

期刊论文数量(69)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
New mechanisms for inhaled NO: release of an endogenous NO inhibitor?
吸入NO的新机制:释放内源性NO抑制剂?
  • DOI:
    10.1097/00000542-200107000-00006
  • 发表时间:
    2001
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Johns,RA
  • 通讯作者:
    Johns,RA
Direct and reversible inhibition of endothelial nitric oxide synthase by nitric oxide.
一氧化氮对内皮一氧化氮合酶的直接和可逆抑制。
  • DOI:
    10.1152/ajpheart.1995.268.6.h2216
  • 发表时间:
    1995
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ravichandran,LV;Johns,RA;Rengasamy,A
  • 通讯作者:
    Rengasamy,A
Immunochemical detection of inducible NO synthase in human lung.
人肺中诱导型 NO 合酶的免疫化学检测。
  • DOI:
    10.1152/ajplung.1994.266.6.l722
  • 发表时间:
    1994
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tracey,WR;Xue,C;Klinghofer,V;Barlow,J;Pollock,JS;Forstermann,U;Johns,RA
  • 通讯作者:
    Johns,RA
Nitric oxide synthase inhibitors, 7-nitro indazole and nitroG-L-arginine methyl ester, dose dependently reduce the threshold for isoflurane anesthesia.
一氧化氮合酶抑制剂、7-硝基吲唑和硝基G-L-精氨酸甲酯,剂量依赖性地降低异氟醚麻醉阈值。
  • DOI:
    10.1097/00000542-199611000-00020
  • 发表时间:
    1996
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Pajewski,TN;DiFazio,CA;Moscicki,JC;Johns,RA
  • 通讯作者:
    Johns,RA
Distribution of NOS in normoxic vs. hypoxic rat lung: upregulation of NOS by chronic hypoxia.
NOS 在常氧与缺氧大鼠肺中的分布:慢性缺氧对 NOS 的上调。
  • DOI:
    10.1152/ajplung.1994.267.6.l667
  • 发表时间:
    1994
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xue,C;Rengasamy,A;LeCras,TD;Koberna,PA;Dailey,GC;Johns,RA
  • 通讯作者:
    Johns,RA
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