Gβγサブユニットの活性化は、ドーパミン輸送体を介してドーパミン流出を促進する

ドーパミン輸送体（DAT）は、脳ドーパミン（DA）恒常性の重要な調節因子であり、DAシグナル伝達の強度と持続時間を制御します。DATは、精神刺激剤のようなコカインとアンフェタミンの標的であり、注意欠陥多動性障害や薬物中毒など、神経精神障害において重要な役割を果たします。したがって、DA関連の脳障害を治療するための臨床的介入の開発には、DAT機能を調節するメカニズムの完全な理解が必要です。以前の研究では、DAT細胞の局在化と活性に影響を与えるタンパク質間相互作用の多数が明らかになり、Da恒常性の微調整には複数のメカニズムが含まれることを示唆しています。最近、Gタンパク質ベータガンマ（Gβγ）サブユニットがDATに直接結合し、DAクリアランスを減少させることを報告しました。ここでは、GβγがDAを介してDAの放出を誘導することを示します。具体的には、Gβγ結合/活性化ペプチドであるMSIRKは、異種細胞のDATおよび培養中の原発性ドーパミン作動性ニューロンを介してDA流出を増加させます。Gβγ阻害剤ギャラインまたはDAT阻害剤を添加すると、この効果が防止されます。DAT Carboxy末端の残基582〜596は、Gβγの主要な結合部位として識別されました。DATのGβγ相互作用ドメインを含むTATペプチドは、Gβγとトランスポーターの直接的な相互作用と一致して、DAエフルクを誘導するMSIRKの能力をブロックしました。最後に、Gタンパク質共役受容体であるムスカリン性M5Rの活性化は、Gβγ依存性メカニズムを介してDATを介したDA流出をもたらします。まとめて、我々のデータは、GβγがDATと相互作用してDA Effluxを促進することを示しています。この新しいメカニズムは、脳da恒常性の調節に重要な意味を持つ可能性があります。

The dopamine transporter (DAT) is an important regulator of brain dopamine (DA) homeostasis, controlling the intensity and duration of DA signaling. DAT is the target for psychostimulants-like cocaine and amphetamine-and plays an important role in neuropsychiatric disorders, including attention-deficit hyperactivity disorder and drug addiction. Thus, a thorough understanding of the mechanisms that regulate DAT function is necessary for the development of clinical interventions to treat DA-related brain disorders. Previous studies have revealed a plethora of protein-protein interactions influencing DAT cellular localization and activity, suggesting that the fine-tuning of DA homeostasis involves multiple mechanisms. We recently reported that G-protein beta-gamma (Gβγ) subunits bind directly to DAT and decrease DA clearance. Here we show that Gβγ induces the release of DA through DAT. Specifically, a Gβγ-binding/activating peptide, mSIRK, increases DA efflux through DAT in heterologous cells and primary dopaminergic neurons in culture. Addition of the Gβγ inhibitor gallein or DAT inhibitors prevents this effect. Residues 582 to 596 in the DAT carboxy terminus were identified as the primary binding site of Gβγ. A TAT peptide containing the Gβγ-interacting domain of DAT blocked the ability of mSIRK to induce DA efflux, consistent with a direct interaction of Gβγ with the transporter. Finally, activation of a G-protein-coupled receptor, the muscarinic M5R, results in DAT-mediated DA efflux through a Gβγ-dependent mechanism. Collectively, our data show that Gβγ interacts with DAT to promote DA efflux. This novel mechanism may have important implications in the regulation of brain DA homeostasis.