P/Q型Ca2+チャネルCav21α1サブユニットのC末端スプライスバリアントは、Rab3相互作用分子タンパク質によって差別的に調節されます

電圧依存性Ca2+チャネル（VDCCS）は、足場タンパク質RAB3相互作用分子（RIM）などのシナプス前タンパク質によって制御される神経伝達物質放出を媒介します。RIMSは、VDCCSへのシナプス小胞の持続的な活動と固定を付与します。VDCCα1およびβサブユニットの複数の部位は、RIMS-VDCC相互作用を媒介することが報告されていますが、それらの重要性は不明です。P/Q型VDCCα1サブユニットCav2.1遺伝子におけるエクソン44および47の代替スプライシングは、シナプスタンパク質と関連することで知られているCav2.1 C末端領域の主要なバリアントを生成するため、ここでエンコードされたタンパク質領域に焦点を当てました。これら2つのエクソンによって。共免疫沈降実験は、Cav2.1エクソン40-47によってコードされたC末端ドメイン（CTD）がα-RIM、RIM1α、RIM2αと相互作用し、この相互作用がエクサンズによってエンコードされたタンパク質領域を削除するタンパク質領域を削除する代替スプライシングによって廃止されたことを示しました。44および47。VDCC電流の電気生理学的特性は、電圧依存性不活性化（VDI）に対するRIM2αの抑制効果が、エクソン44および47によってコードされた領域を含むcav2.1バリアントのRIM1αの抑制効果よりも強いことを明らかにしました。エクソン44および47が削除されたCav2.1バリアントは、強力なRIM2αを介したVDI抑制をRIM1αを介したVDI抑制のレベルに匹敵するレベルに減衰しました。エクソン47領域のうち、ポリグルタミンストレッチのC末端に17のアミノ酸残基が、RIM2αに特徴的な増強されたVDI抑制に不可欠であると同定しました。これらの結果は、Cav2.1 CTDとRIMSとの相互作用により、CAV2.1タンパク質がP/Q型VDCC電流のVDI抑制においてα-RIMアイソフォームを区別できることを示唆しています。

Voltage-dependent Ca2+ channels (VDCCs) mediate neurotransmitter release controlled by presynaptic proteins such as the scaffolding proteins Rab3-interacting molecules (RIMs). RIMs confer sustained activity and anchoring of synaptic vesicles to the VDCCs. Multiple sites on the VDCC α1 and β subunits have been reported to mediate the RIMs-VDCC interaction, but their significance is unclear. Because alternative splicing of exons 44 and 47 in the P/Q-type VDCC α1 subunit CaV2.1 gene generates major variants of the CaV2.1 C-terminal region, known for associating with presynaptic proteins, we focused here on the protein regions encoded by these two exons. Co-immunoprecipitation experiments indicated that the C-terminal domain (CTD) encoded by CaV2.1 exons 40-47 interacts with the α-RIMs, RIM1α and RIM2α, and this interaction was abolished by alternative splicing that deletes the protein regions encoded by exons 44 and 47. Electrophysiological characterization of VDCC currents revealed that the suppressive effect of RIM2α on voltage-dependent inactivation (VDI) was stronger than that of RIM1α for the CaV2.1 variant containing the region encoded by exons 44 and 47. Importantly, in the CaV2.1 variant in which exons 44 and 47 were deleted, strong RIM2α-mediated VDI suppression was attenuated to a level comparable with that of RIM1α-mediated VDI suppression, which was unaffected by the exclusion of exons 44 and 47. Studies of deletion mutants of the exon 47 region identified 17 amino acid residues on the C-terminal side of a polyglutamine stretch as being essential for the potentiated VDI suppression characteristic of RIM2α. These results suggest that the interactions of the CaV2.1 CTD with RIMs enable CaV2.1 proteins to distinguish α-RIM isoforms in VDI suppression of P/Q-type VDCC currents.