跳到主要内容
访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
蛋白质细胞。2013年4月;4(4): 286–298.
2013年4月3日在线发布。 数字对象标识:2007年10月17日/13238-013-2116-z
预防性维修识别码:项目经理4875519
PMID:23549614

质膜钙ATP酶4b通过钙诱导的与神经元一氧化氮合酶的动态相互作用抑制一氧化氮的生成

段文娟,12116 周觉飞,12116,22116 魏丽,32116 滕州,12116,42116 陈倩倩,12116,42116 杨福玉,通讯作者12116陶陶伟通讯作者12116

摘要

钙的活化和失活2+-必须严格控制中枢神经系统中的钙调素非依赖性神经元一氧化氮合酶(nNOS),以防止过量一氧化氮(NO)的生成。鉴于质膜钙ATP酶(PMCA)是nNOS的关键失活剂,本研究旨在确定PMCA在活细胞中失活nNOS以维持其细胞环境的关键事件。利用时间分辨Förster共振能量转移(FRET),我们确定了Ca的发生2+-在活细胞中诱导质膜钙ATP酶4b(PMCA4b)和nNOS之间的蛋白质相互作用。PMCA激活显著降低细胞内钙2+浓度([Ca2+]),使nNOS失活并减缓NO合成。基底下[Ca2+]在PMCA4b和nNOS之间没有观察到由PMCA激活引起的蛋白质-蛋白质相互作用。此外,nNOS的PDZ结构域和PMCA4b的PDZ结合基序对蛋白质相互作用至关重要。还研究了脂筏微结构域对PMCA4b和nNOS活性的影响。与其他PMCA亚型不同,PMCA4相对更集中于筏形部分。脂筏的破坏改变了PMCA4b的细胞内定位,并影响了PMCA4 b与nNOS的相互作用,这表明PMCA4独特的脂筏分布可能是其调节nNOS活性的原因。总之,脂质筏可以作为PMCA4b调节nNOS活性的平台,nNOS与PMCA4b的短暂连接负责nNOS的快速失活。

关键词:质膜钙ATP酶、神经元一氧化氮合酶、钙、一氧化氮、脂筏、Förster共振能量转移

脚注

这些作者对这项工作贡献均等。

参与者信息

杨福玉,nc.ca.pbi.5nus@yfgnay公司.

陶陶伟,nc.ca.pbi.noom@ttiew公司.

工具书类

  • Adamo HP、Filoteo AG、Enyedi A、Penniston JT。质膜Ca(2+)泵的假定核苷酸结合区的突变。由于去磷酸化缓慢而导致活性降低。生物化学杂志。1995;270:30111–30114. doi:10.1074/jbc.270.50.3011。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Alderton WK、Cooper CE、Knowles RG。一氧化氮合酶:结构、功能和抑制。生物化学杂志。2001;357:593–615. doi:10.1042/bj3570593。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Brenman JE、Chao DS、Gee SH、McGee AW、Craven SE、Santillano DR、Wu Z、Huang F、Xia H、Peters MF等。一氧化氮合酶与突触后密度蛋白PSD-95和由PDZ结构域介导的α1-合成滋养蛋白的相互作用。单元格。1996;84:757–767. doi:10.1016/S0092-8674(00)81053-3。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Brini M.质膜Ca(2+)-ATP酶:从内务管理功能到多功能信号作用。Pflugers架构。2009;457:657–664. doi:10.1007/s00424-008-0505-6。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Brini M,Carafoli E.健康和疾病中的钙泵。生理学评论。2009;89:1341–1378. doi:10.1152/physrev.00032.2008。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Brown DA,London E.生物膜中脂筏的功能。年收入细胞开发生物。1998;14:111–136. doi:10.1146/annurev.cellbio.14.1.111。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Calabrese V、Mancuso C、Calvani M、Rizzarelli E、Butterfield DA、Stella AM。中枢神经系统中的一氧化氮:神经保护与神经毒性。Nat Rev神经科学。2007;8:766–775. doi:10.1038/nrn2214。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Carafoli E.钙信号传奇:自来水和蛋白质晶体。Nat Rev摩尔细胞生物学。2003;4:326–332. doi:10.1038/nrm1073。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Cartwright EJ,Oceandy D,Neyses L.质膜钙泵和nNOS相互作用的生理学意义。Pflugers架构。2009;457:665–671. doi:10.1007/s00424-008-0455-z。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Ciruela F.活细胞蛋白质相互作用研究中基于荧光的方法。Curr Opin生物技术。2008;19:338–343. doi:10.1016/j.copbio.2008.06.003。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Corradi GR,Adamo HP公司。融合自荧光蛋白之间的分子内荧光共振能量转移揭示了参与激活的质膜Ca2+泵的N端和C端片段的重排。生物化学杂志。2007;282:35440–35448. doi:10.1074/jbc。M703377200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Dudek H、Datta SR、Franke TF、Birnbaum MJ、Yao R、Cooper GM、Segal RA、Kaplan DR、Greenberg ME。丝氨酸-三烯蛋白激酶Akt对神经元存活的调节。科学。1997;275:661–665. doi:10.1126/science.275.530.661。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Falchetto R、Vorher T、Brunner J、Carafoli E。质膜Ca2+泵包含一个与其钙调素结合域相互作用的位点。生物化学杂志。1991;266:2930–2936.[公共医学][谷歌学者]
  • Falchetto R、Vorher T、Carafoli E。质膜Ca2+泵的钙调素结合位点与酶的转导域相互作用。蛋白质科学。1992;1:1613–1621. doi:10.1002/pro.5560011209。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Fujimoto T.质膜的钙泵位于小窝。细胞生物学杂志。1993;120:1147–1157. doi:10.1083/jcb.120.5.1147。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Guerini D.质膜钙ATP酶亚型的意义。细胞组织研究。1998;292:191–197. doi:10.1007/s004410051050。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Guix FX、Uribesalgo I、Coma M、Munoz FJ。脑中一氧化氮的生理学和病理生理学。神经生物学进展。2005;76:126–152. doi:10.1016/j.pneurobio.2005.06.001。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Hammes A、Oberdorf-Mass S、Rother T、Nething K、Gollnick F、Linz KW、Meyer R、Hu K、Han H、Gaudron P等。转基因大鼠心肌肌膜钙泵过度表达。圆形Res。1998;83:877–888. doi:10.1161/01.RES.83.9.877。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Holton M、Mohamed TM、Oceandy D、Wang W、Lamas S、Emerson M、Neyses L、Armesilla AL。内皮一氧化氮合酶活性受人内皮细胞质膜钙ATP酶的抑制。心血管研究。2010;87:440–448. doi:10.1093/cvr/cvq077。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Jiang L,Fernandes D,Mehta N,Bean JL,Michaelis ML,Zaidi A.质膜Ca2+-ATPase在初级神经元脂质筏中的分配:胆固醇耗竭的影响。神经化学杂志。2007;102:378–388. doi:10.1111/j.1471-4159.2007.04480.x。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Kim E,DeMarco SJ,Marfatia SM,Chishti AH,Sheng M,Strehler EE。质膜Ca2+ATP酶亚型4b通过其PDZ(PSD-95/Dlg/ZO-1)结构域与膜相关鸟苷酸激酶(MAGUK)蛋白结合。生物化学杂志。1998;273:1591–1595. doi:10.1074/jbc.273.3.1591。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Kim WK,Choi YB,Rayudu PV,Das P,Asaad W,Arnelle DR,Stamler JS,Lipton SA。氮氧阴离子对NMDA受体活性和神经毒性的减弱,NO。神经元。1999;24:461–469. doi:10.1016/S0896-6273(00)80859-4。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Kobe B,Kemp BE。活性位点定向蛋白调节。自然。1999;402:373–376. doi:10.1038/46478。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Kojima H、Nakatsubo N、Kikuchi K、Urano Y、Higuchi T、Tanaka J、Kudo Y、Nagano T。使用新的荧光指示剂DAF-2 DA直接证明大鼠海马和皮层产生NO。神经报告。1998;9:3345–3348. doi:10.1097/00001756-199810260-00001。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Kruger WA,Yun CC,Monteith GR,Poronnik P.毒蕈碱诱导的质膜Ca2+-ATPase募集涉及PSD-95/Dlg/Zo-1介导的相互作用。生物化学杂志。2009;284:1820–1830. doi:10.1074/jbc。M804590200。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Loura LM,Prieto M.FRET,《膜生物物理:概述》。前生理学。2011;2:82.网址:10.3389/fphys.2011.00082。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Mamic TM、Holman NA、Roberts-Thomson SJ、Monteith GR.大鼠主动脉肌细胞PMCA1 mRNA表达:实时RT-PCR研究。生物化学与生物物理研究委员会。2000;276:1024–1027. doi:10.1006/bbrc.2000.3578。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • 宫崎骏A.使用荧光蛋白和荧光共振能量转移开发细胞功能探针。生物化学年度收益。2011;80:357–373. doi:10.1146/annurev-biochem-072909-094736。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Mohamed TM、Oceandy D、Prehar S、Alatwi N、Hegab Z、Baudoin FM、Pickard A、Zaki AO、Nadif R、Cartwright EJ等。神经元一氧化氮合酶与质膜钙泵相连时在调节心肌β-肾上腺素能信号中的特殊作用。生物化学杂志。2009;284:12091–12098. doi:10.1074/jbc。M809112200。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Mohamed TM、Oceandy D、Zi M、Prehar S、Alatwi N、Wang Y、Shaheen MA、Abou-Lisa R、Schelcher C、Hegab Z等。质膜钙泵(PMCA4)-神经型一氧化氮合酶复合体通过调节分隔的环核苷酸微域调节心脏收缩性。生物化学杂志。2011;286:41520–41529. doi:10.1074/jbc。M111.290411。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Moncada S、Bolanos JP。一氧化氮、细胞生物能量学和神经变性。神经化学杂志。2006;97:1676–1689. doi:10.1111/j.1471-4159.2006.03988.x。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Moro MA、Cardenas A、Hurtado O、Leza JC、Lizasaain I.一氧化氮在脑缺血后的作用。细胞钙。2004;36:265–275. doi:10.1016/j.ceca.2004.02.011。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Oceandy D,Mohamed TM,Cartwright EJ,Neyses L.具有全球影响和临床意义的局部信号:质膜钙泵(PMCA4)的经验教训Biochim生物物理学报。2010;1813:974–978. doi:10.1016/j.bbamcr.2010.12.007。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Oceandy D,Stanley PJ,Cartwright EJ,Neyses L.心脏质膜Ca(2+)-ATP酶(PMCA)的调节功能。生物化学Soc Trans。2007;35:927–930. doi:10.1042/BST0350927。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Pacher P、Beckman JS、Liaudet L.《健康与疾病中的一氧化氮和过氧亚硝酸盐》。生理学评论。2007;87:315–424. doi:10.1152/physrev.00029.2006。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • 帕顿RG。细胞生物学。没有小窝的生活。科学。2001;293:2404–2405.[公共医学][谷歌学者]
  • Piehler J.体内外蛋白质相互作用测量的新方法。当前操作结构生物。2005;15:4–14.doi:10.1016/j.sbi.2005.01.008。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Sagami I,Daff S,Shimizu T.神经元一氧化氮合酶中的亚单位内和亚单位间电子转移:钙调素对异二聚体催化的影响。生物化学杂志。2001;276:30036–30042. doi:10.1074/jbc。M104123200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Schuh K,Uldrijan S,Gambaryan S,Roethlein N,Neyses L.质膜Ca2+泵4b/CI与Ca2+/钙调蛋白依赖性膜相关激酶CASK的相互作用。生物化学杂志。2003;278:9778–9783. doi:10.1074/jbc。M212507200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Schuh K、Uldrijan S、Telkamp M、Rothlein N、Neyses L。血浆膜钙调素依赖性钙泵:一氧化氮合酶I的主要调节器。细胞生物学杂志。2001;155:201–205. doi:10.1083/jcb.200104131。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Sepulveda MR、Berrocal-Carrillo M、Gasset M、Mata AM。质膜Ca2+-ATPase亚型4定位于小脑突触质膜的脂筏中。生物化学杂志。2006;281:447–453. doi:10.1074/jbc。M506950200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Sgambato-Faure V,Xiong Y,Berke JD,Hyman SE,Strehler EE。Homer-1蛋白Ania-3与质膜钙泵相互作用。生物化学与生物物理研究委员会。2006;343:630–637. doi:10.1016/j.bbrc.2006.03.020。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Simons K,Ikonen E.细胞膜中的功能筏。自然。1997;387:569–572. doi:10.1038/42408。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Stamler JS,Meissner G.骨骼肌中一氧化氮的生理学。生理学评论。2001;81:209–237.[公共医学][谷歌学者]
  • Strehler EE,Zacharias DA。选择性剪接在质膜钙泵中产生异构体多样性的作用。生理学评论。2001;81:21–50.[公共医学][谷歌学者]
  • Tachibana T、Ogura H、Tokunaga A、Dai Y、Yamanaka H、Seino D、Noguchi K。大鼠脊髓中质膜钙ATP酶的表达。大脑研究摩尔大脑研究。2004;131:26–32. doi:10.1016/j.molbraineres.2004.08.001。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Torreilles F,Salman Tabcheh S,Guerin M,Torreilles J.神经退行性疾病:过氧亚硝酸盐的作用。大脑研究大脑研究修订。1999;30:153–163. doi:10.1016/S0165-0173(99)00014-4。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Tran MH、Yamada K、Nakajima A、Mizuno M、He J、Kamei H、Nabeshima T。突触蛋白突触素的酪氨酸硝化有助于淀粉样β肽诱导的胆碱能功能障碍。分子精神病学。2003;8:407–412. doi:10.1038/sj.mp.4001240。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Williams JC、Armesilla AL、Mohamed TM、Hagarty CL、McIntyre FH、Schomburg S、Zaki AO、Oceandy D、Cartwright EJ、Buch MH等。肌膜钙泵、α-1合成滋养蛋白和神经元一氧化氮合酶是大分子蛋白复合体的组成部分。生物化学杂志。2006;281:23341–23348. doi:10.1074/jbc。M513341200。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Youvan DC、Silva CM、Bylina EJ、Coleman WJ、Dilworth MR、Yang MM。在镍螯合珠上使用基因工程GFP衍生物在显微镜下校准荧光共振能量转移。生物技术等。1997;:1–18. [谷歌学者]
  • 张杰,肖鹏,张欣。小窝磷脂酰丝氨酸外化抑制ECV304细胞膜Ca2+-ATPase中Ca2+外排。细胞钙。2009;45:177–184. doi:10.1016/j.ceca.2008.09.002。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • 周磊,朱丹。神经型一氧化氮合酶:结构、亚细胞定位、调节和临床意义。一氧化氮。2009;20:223–230. doi:10.1016/j.niox.2009.03.001。[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
  • Zhou X,He P.使用4,5-二氨基荧光素二乙酸酯改进对完整微血管内细胞内一氧化氮的测量。美国生理学杂志心脏循环生理学。2011;301:H108–114。doi:10.1152/ajpheart.00195.2011。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]

文章来自蛋白质和细胞由以下人员提供牛津大学出版社