甘氨酸转运体二聚体的形成及其生理学意义

作     者：王静如 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张元伟

授予年度：2023年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：甘氨酸转运体 寡聚化 结构与功能 转运活性 转运机理 功能调节 生理学意义 

摘      要：甘氨酸作为兴奋性突触中NMDA受体的共同激动剂,调节谷氨酸神经元的信号传导。甘氨酸转运体1(Gly T1)负责甘氨酸的再摄取,是治疗中枢神经系统疾病潜在的药物靶标。尽管目前在转运体的结构和转运机制方面的研究取得了重大进展,但通过寡聚作用对转运体功能的调控仍不清楚。在本研究中,我们通过免疫共沉淀和配体结合检测到两种形式的Gly T1结合成二聚体和多聚体。为了研究Gly T1二聚体的功能,我们将在TM6细胞外端附近的EL3中的Leu288突变为半胱氨酸Cys,并进行氧化交联。通过分析菲咯啉铜(Cu P)诱导的二聚体对转运活性的影响,发现交联形成的Gly T1-L288C二聚体抑制了转运体的转运活性。Gly T1天然二聚体的活性仅比具有完全活性的单体高30%。此外,分子内离子对K286-E289被证明对稳定EL3的构象至关重要。该构象可调节Gly T1二聚体的形成和转运功能。我们还解析了转运体构象以及细胞内分子因素对Gly T1二聚体形成和转运功能的影响。在Na和Cl同时存在的情况下,底物甘氨酸显著减少了氧化交联的二聚体,这表明底物运输过程中结构域的大规模旋转破坏了Gly T1二聚体界面的相互作用。PIP2和棕榈酸与Gly T1结合显著增加Gly T1-L288C二聚体的形成,建议这些化学分子作为Gly T1二聚体形成的重要调节剂。这些信号分子通过调节二聚体的形成进而调控转运体Gly T1的转运活性。本研究从分子水平上解明了甘氨酸转运体寡聚化、寡聚化对转运活性的影响、分子因素通过调节寡聚化进而调控转运体活性的机制,为我们理解甘氨酸转运体结构与功能之间的关系以及寡聚化的生理学意义提供了新见解。