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.2003年12月3日;23(35):11270-8.
doi:10.1523/JNEUROSCI.23-35-1270.2003。

突触后密度(PSD)-95和Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶II在PSD的分布

附属公司

突触后密度(PSD)-95和Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶II在PSD的分布

詹妮弗·彼得森等。 神经科学. .

摘要

突触后密度(PSD)包含调节突触传递的蛋白质。我们使用免疫金标记、旋转阴影和电子显微镜断层扫描,确定了钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(CaMKII)和PSD-95在分离PSD三维结构中的位置。结果表明,所有PSD在突触后膜下都有一个中央网状结构。PSD-95的标签位于该网孔的细胞质侧和裂隙侧,距裂隙侧平均12 nm。PSD-95的所有PSD标签。CaMKII标记的性质截然不同。PSD的裂隙侧几乎没有标记,但在离裂隙平均25 nm的细胞质侧可能很重。在层析图中,CaMKII全酶可以直接可视化,显示为标记的塔状结构,反映了全酶的20 nm直径。这些塔从中央网格的细胞质侧突出。似乎存在CaMKII的局部组织,这是根据CaMKIII的最近邻距离在广泛的标记密度范围内几乎不变的事实判断的。CaMKII全酶的平均密度变化很大,从零到接近紧密堆积状态的值。这种可变性明显高于PSD-95,与CaMKII的信息存储作用一致。

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数字

图1。
图1。
PSD分数。A类,快速加工大脑PSD部分的考马斯蓝蛋白染色图谱。B类用匀浆(H)、突触体(S)和PSD(P)组分的CaMKII抗体进行免疫印迹(各10μg蛋白质)。抗体识别两条带,对应于α-和β-CaMKII(箭头所示的α-CaMJII)。
图5。
图5。
CaMKII单个标签之间的最近邻距离与标签密度无关。A类,对典型PSD上CaMKII标记分布的最近邻分析。在25个具有代表性的PSD上进行了此类分析,其中标签密度从每0.1μm 25到88个粒子不等2.B类,平均最近邻距离在25个PSD的大范围标签密度上几乎没有变化。C类PSD,其中一个较大的中心区域具有稀疏标签(星号),而PSD的其余部分通常具有间隔标签,说明PSD的CaMKII标记区域中标签之间的均匀间距。比例尺,100 nm。
图2。
图2。
PSD的裂面和细胞质表面不同。A类PSD免疫金标记PSD-95的裂口表面。免疫金颗粒显示为白点(小箭头)。PSD上的金色标签计数显示在右上角。中心网格中的开口由大箭头指示。B类,PSD-95标记的PSD免疫金的细胞质表面。中心网格中的开口由箭头指示。C类,放大区域A类.粒状颗粒用箭头表示。中央网眼下面的细丝用箭头表示。D类,扩大面积B类.中心网的底层丝状物用箭头表示。E类,PSD的裂口表面标记为Shank。存在的任何标签通常位于PSD的边缘(箭头)。PSD包含一块膜(放大).F类,PSD免疫金的细胞质表面标记为Shank。中心网格上方突出的材料用箭头表示。,膜片(箭头)具有典型的颗粒边缘。H(H),扩大面积F类.中心网下面的细丝用箭头表示。比例尺,100 nm。
图4。
图4。
不同数量的CaMKII免疫金标记集中在PSD的细胞质表面。A类,为CaMKII标记的PSD免疫金裂面。免疫金标签显示为白点。标签(箭头)仅出现在PSD的边缘。金粒子的数量显示在右上角。B类,PSD免疫金的细胞质表面标记为CaMKII。箭头表示中央网格上方突出的材料。C类,为CaMKII标记的PSD免疫金裂面。箭头表示膜贴片。D类PSD的细胞质表面带有适量的CaMKII免疫金标记。从细胞质表面(箭头)可以看到靠近玻璃基质的膜斑。E类,PSD的裂口表面显示CaMKII的稀疏标记。F类,严重标记CaMKII的PSD的细胞质表面。箭头表示突出物上标签的集中区域。比例尺,100 nm。
图3。
图3。
CaMKII免疫金标记以不同丰度集中在PSD的细胞质表面。频率直方图比较CaMKII和PSD-95在未选择PSD的裂隙和细胞质表面的免疫金标记密度。PSD-95的免疫金通常分布在裂隙和细胞质表面,而CaMKII的所有标记基本上都位于细胞质表面上,在PSD之间差异很大。裂隙表面的CaMKII标签可忽略不计(数据未显示)
图6。
图6。
EM断层扫描显示CaMKII标记相对于PSD裂隙表面的分布。标记为CaMKII的PSD层析重建的表面渲染,显示细胞质表面(上图)和边缘视图(下图,箭头所示方向)的斜视图。位于中心位置的金颗粒标记为红色,并显示在侧视图中。选择这些粒子进行测量。测量中不包括可能在边缘受到变形的蓝色颗粒。比例尺,100纳米。
图7。
图7。
EM断层扫描检测到CaMKII和PSD-95标记明显分层。使用EM断层扫描技术比较了单个金颗粒与PSD-95或CaMKII标记的PSD裂隙表面的距离。在9个标记有CaMKII的PSD和3个标记有PSD-95的PSD中,测量了单个金粒子与PSD裂隙表面的距离,PSD裂隙面粘附在玻璃基板上。CaMKII标记的密度在PSD裂隙表面约25 nm处达到峰值,而PSD-95的密度在约12 nm处达到高峰。
图8。
图8。
CaMKII免疫金标记(而非PSD-95标记)与PSD细胞质表面的塔有关。标记为PSD-95(顶部两个面板)或CaMKII(底部四个面板)的铂阴影PSD免疫金重建横截面。约20 nm宽的塔(用条表示,20 nm)从PSD的细胞质表面向上延伸。在对CaMKII进行标记后,大多数塔都进行了标记(用深色条表示),但少数塔没有进行标记(用白色条表示)。PSD-95免疫标记后,塔未标记(白色条),标记(斜箭头)更靠近PSD的裂面。下面的黑色大箭头表示玻璃基板上裂缝表面的平面。
图9。
图9。
图表总结了隔离PSD中的结构关系。五种全酶(绿色,红色的催化域)附着在PSD小部分的细胞质侧。三个在一个典型的集群中,两个端到端堆叠。中央板的裂面被剥离了突触后膜,但没有颗粒(金),附着在玻璃载玻片上。

类似文章

引用人

工具书类

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