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The neuronal protein Neurexin directly interacts with the Scribble-Pix complex to stimulate F-actin assembly for synaptic vesicle clustering.
Rui, Menglong; Qian, Jinjun; Liu, Lijuan; Cai, Yihan; Lv, Huihui; Han, Junhai; Jia, Zhengping; Xie, Wei.
Afiliação
  • Rui M; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Qian J; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Liu L; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Cai Y; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Lv H; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Han J; From Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, Institute of Life Sciences, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Jia Z; the Institute of Life Sciences, the Collaborative Innovation Center for Brain Science, Southeast University, Nanjing 210096, China.
  • Xie W; the Department of Neurosciences and Mental Health, The Hospital for Sick Children, Toronto, Ontario M5G 1X8, Canada, and.
J Biol Chem ; 292(35): 14334-14348, 2017 09 01.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-28710284
ABSTRACT
Synaptic vesicles (SVs) form distinct pools at synaptic terminals, and this well-regulated separation is necessary for normal neurotransmission. However, how the SV cluster, in particular synaptic compartments, maintains normal neurotransmitter release remains a mystery. The presynaptic protein Neurexin (NRX) plays a significant role in synaptic architecture and function, and some evidence suggests that NRX is associated with neurological disorders, including autism spectrum disorders. However, the role of NRX in SV clustering is unclear. Here, using the neuromuscular junction at the 2-3 instar stages of Drosophila larvae as a model and biochemical imaging and electrophysiology techniques, we demonstrate that Drosophila NRX (DNRX) plays critical roles in regulating synaptic terminal clustering and release of SVs. We found that DNRX controls the terminal clustering and release of SVs by stimulating presynaptic F-actin. Furthermore, our results indicate that DNRX functions through the scaffold protein Scribble and the GEF protein DPix to activate the small GTPase Ras-related C3 Botulinum toxin substrate 1 (Rac1). We observed a direct interaction between the C-terminal PDZ-binding motif of DNRX and the PDZ domains of Scribble and that Scribble bridges DNRX to DPix, forming a DNRX-Scribble-DPix complex that activates Rac1 and subsequently stimulates presynaptic F-actin assembly and SV clustering. Taken together, our work provides important insights into the function of DNRX in regulating SV clustering, which could help inform further research into pathological neurexin-mediated mechanisms in neurological disorders such as autism.
Assuntos
Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/metabolismo; Citoesqueleto de Actina/metabolismo; Moléculas de Adesão Celular Neuronais/metabolismo; Proteínas de Drosophila/metabolismo; Drosophila melanogaster/metabolismo; Proteínas de Membrana/metabolismo; Junção Neuromuscular/metabolismo; Vesículas Sinápticas/metabolismo; Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/química; Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP/genética; Animais; Animais Geneticamente Modificados; Moléculas de Adesão Celular Neuronais/química; Moléculas de Adesão Celular Neuronais/genética; Proteínas de Drosophila/agonistas; Proteínas de Drosophila/química; Proteínas de Drosophila/genética; Drosophila melanogaster/citologia; Drosophila melanogaster/genética; Drosophila melanogaster/crescimento & desenvolvimento; Fenômenos Eletrofisiológicos; Deleção de Genes; Proteínas de Fluorescência Verde/genética; Proteínas de Fluorescência Verde/metabolismo; Células HEK293; Humanos; Larva/citologia; Larva/genética; Larva/crescimento & desenvolvimento; Larva/metabolismo; Proteínas de Membrana/química; Proteínas de Membrana/genética; Mutação; Proteínas do Tecido Nervoso/química; Proteínas do Tecido Nervoso/genética; Proteínas do Tecido Nervoso/metabolismo; Junção Neuromuscular/citologia; Junção Neuromuscular/crescimento & desenvolvimento; Fragmentos de Peptídeos/química; Fragmentos de Peptídeos/genética; Fragmentos de Peptídeos/metabolismo; Domínios e Motivos de Interação entre Proteínas; Multimerização Proteica; Proteínas Recombinantes de Fusão/química; Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo; Proteínas rac de Ligação ao GTP/agonistas; Proteínas rac de Ligação ao GTP/química; Proteínas rac de Ligação ao GTP/metabolismo
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Vesículas Sinápticas / Citoesqueleto de Actina / Moléculas de Adesão Celular Neuronais / Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP / Proteínas de Drosophila / Drosophila melanogaster / Proteínas de Membrana / Junção Neuromuscular Idioma: En Revista: J Biol Chem Ano de publicação: 2017 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Vesículas Sinápticas / Citoesqueleto de Actina / Moléculas de Adesão Celular Neuronais / Transportadores de Cassetes de Ligação de ATP / Proteínas de Drosophila / Drosophila melanogaster / Proteínas de Membrana / Junção Neuromuscular Idioma: En Revista: J Biol Chem Ano de publicação: 2017 Tipo de documento: Article