成長関連タンパク質GAP-43の分子メカニズム、生物学的作用、および神経薬理学

GAP-43は細胞内成長関連タンパク質であり、発達と再生中のニューロンの経路探索と分岐を支援するように思われ、成人のシナプス前膜の変化に寄与し、神経伝達物質放出、エンドサイトーシス、シナプスのベシクルリサイクルの現象につながる可能性があります。期間増強、空間記憶形成、および学習。GAP-43は、パルミトイル化と3つの塩基性残基が初期分泌経路の膜に存在することを介して結合します。次に、成長円錐またはシナプス前血漿膜への高速軸索輸送のために、後期分泌経路の小胞に分類されます。パルミチン酸鎖は、GAP-43の永久膜アンカーとしては機能しません。これは、細胞内の安定状態では、細胞内のGAP-43のほとんどが膜結合であるが、パルミトイル化されていないためです。GAP-43がプロテインキナーゼCによってSer-41でリン酸化されると、糸状心ポディアルの伸長と分岐が起こり、これはニューロトロフィン結合と多数の小さなGTPaseの活性化に続いて発生します。GAP-43は、原形質膜ラフトにおける酸性リン脂質ホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸をクラスター化するために提案されています。GAP-43のリン酸化に続いて、このリン脂質は、局所的なアクチンフィラメント膜付着を促進するために放出されます。リン酸化は、カルモジュリンからGAP-43も放出します。放出されたGAP-43は、アクチンフィラメントの横方向の安定剤として機能する場合があります。10-20アミノ酸を含むGAP-43のN末端フラグメントは、ヘテロトリマーのGタンパク質を活性化し、膜と脂質ラフトにギャップ-43を直接行い、おそらく膜張力の変化を引き起こすことにより糸状仮足の形成を引き起こします。このレビューでは、GAP-43に関する新しい情報に焦点を当て、膜への結合や脂質ラフトへの取り込み、作用メカニズム、細胞外剤による影響と影響を受ける方法を含みます。

GAP-43 is an intracellular growth-associated protein that appears to assist neuronal pathfinding and branching during development and regeneration, and may contribute to presynaptic membrane changes in the adult, leading to the phenomena of neurotransmitter release, endocytosis and synaptic vesicle recycling, long-term potentiation, spatial memory formation, and learning. GAP-43 becomes bound via palmitoylation and the presence of three basic residues to membranes of the early secretory pathway. It is then sorted onto vesicles at the late secretory pathway for fast axonal transport to the growth cone or presynaptic plasma membrane. The palmitate chains do not serve as permanent membrane anchors for GAP-43, because at steady-state most of the GAP-43 in a cell is membrane-bound but is not palmitoylated. Filopodial extension and branching take place when GAP-43 is phosphorylated at Ser-41 by protein kinase C, and this occurs following neurotrophin binding and the activation of numerous small GTPases. GAP-43 has been proposed to cluster the acidic phospholipid phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate in plasma membrane rafts. Following GAP-43 phosphorylation, this phospholipid is released to promote local actin filament-membrane attachment. The phosphorylation also releases GAP-43 from calmodulin. The released GAP-43 may then act as a lateral stabilizer of actin filaments. N-terminal fragments of GAP-43, containing 10-20 amino acids, will activate heterotrimeric G proteins, direct GAP-43 to the membrane and lipid rafts, and cause the formation of filopodia, possibly by causing a change in membrane tension. This review will focus on new information regarding GAP-43, including its binding to membranes and its incorporation into lipid rafts, its mechanism of action, and how it affects and is affected by extracellular agents.