Cdk5 Phosphorylates Dopamine Glacadair D2 agus Attenuates Signaling Downstream (2013)

Beachdan: A ’nochdadh gus sealltainn gu bheil Cdk5 ag adhbhrachadh riaghladh sìos gabhadairean dopamine D2. Gu h-iongantach, tha factar eadar-theangachaidh deltafosb a ’toirt a-steach cinneasachadh Cdk5.


Jeong J, Park YU, Kim DK, Lee S, Kwak Y, et al. (2013) PLoS AON 8 (12): e84482. doi: 10.1371 / journal.pone.0084482

Abstract

Tha an gabhadair dopamine D2 (DRD2) na phrìomh ghabhadain a bhios a ’meadhanachadh gnìomhan eanchainn co-cheangailte ri dopamine leithid mood, duais, agus faireachdainn. Tha kinase 5 a tha an urra ri cyclin (Cdk5) na serine / threonine kinase air a stiùireadh le proline agus tha an gnìomh aige air a bhith an sàs ann an cuairteachadh duais eanchainn. Anns an sgrùdadh seo, nochd sinn gu bheil am fuigheall serine 321 (S321) anns an treas lùb intracellular de DRD2 (D2i3) na làrach riaghlaidh ùr-nodha de Cdk5. Chaidh amharc air fosphorylation Cdk5-eisimeil de S321 anns an D2i3 ann an ann vitro agus siostaman cultar cealla.

Chunnaic sinn cuideachd gu robh fosphorylation de S321 a ’cur bacadh air an abairt uachdar a bha air a bhrosnachadh le agonist de DRD2 agus a’ lughdachadh ceangal pròtain G gu DRD2. A bharrachd air an sin, chaidh buaidh a thoirt air an t-slighe cAMP sìos an abhainn anns an t-siostam heterologous agus ann an cultaran neuronal bun-sgoile bho embryos bualadh p35 a tha coltach mar thoradh air gnìomhachd casg nas lugha de DRD2. Tha na toraidhean sin a ’sealltainn gu bheil fosphorylation Cdk5-mediated de S321 a’ cur bacadh air gnìomh DRD2, a ’toirt seachad uidheamachd riaghlaidh ùr-nodha airson soidhneadh dopamine.

figearan

Luaidh: Jeong J, Park YU, Kim DK, Lee S, Kwak Y, et al. (2013) Cdk5 Phosphorylates Dopamine D2 Receptor agus Attenuates Downstream Signal. PLoS AON 8 (12): e84482. doi: 10.1371 / journal.pone.0084482

Deasaiche: Seumas Porter, Oilthigh Dakota a Tuath, Stàitean Aonaichte Ameireagaidh

Fhuair thu: Cèitean 20, 2013; Air a ghabhail: Samhain 14, 2013; Foillsichte: Dùbhlachd 31, 2013

Dlighe-sgrìobhaidh: © 2013 Jeong et al. Is e seo artaigil ruigsinneachd fosgailte air a chuairteachadh fo chumhachan an Ceadachas Togail Creative Commons, a tha a ’ceadachadh cleachdadh gun bhacadh, sgaoileadh, agus ath-riochdachadh ann am meadhan sam bith, fhad's a thèid creideas a thoirt don ùghdar agus an tùs tùsail.

Maoineachadh: Fhuair an obair seo taic bho na tabhartasan (NRF-2012R1A2A2A01012923 agus NRF-2012R1A4A1028200) bho riaghaltas Corea (MSIP) agus fhuair iad taic cuideachd fo fhrèam prògram co-obrachaidh eadar-nàiseanta air a riaghladh le NRF à Korea (2012K2AUM Prògram Rannsachaidh Bunasach de MSIP (1-2033117). Fhuair SKP Duaisean Rannsachaidh Òga 2031 agus 415 airson Rannsachadh air Sgitsophrenia agus Ìsleachadh (NARSAD). Cha robh pàirt aig an luchd-maoineachaidh ann an dealbhadh sgrùdaidh, cruinneachadh is sgrùdadh dàta, co-dhùnadh foillseachadh, no ullachadh an làmh-sgrìobhainn.

Ùidhean farpaiseach: Tha na h-ùghdaran air innse nach eil com-pàirtean sam bith ann.

Ro-ràdh

Tha soidhneadh dopamine an sàs ann an grunn dhleastanasan eanchainn a ’gabhail a-steach co-òrdanachadh motair, smachd mood agus uidheamachdan duais [1]. Tha prìomh phàirt de chomharradh dopamine ann an cnàmhan-droma air a thoirt gu buil le neurons spìosrach meadhanach striatal (MSNs) a tha gu roghnach a ’cur an cèill fo-sheata de gabhadairean dopamine agus a’ faighinn cur-a-steach dopaminergic sa mhòr-chuid bhon sgìre teasach ventral (VTA) agus substantia nigra (SN) [2]. Tha gabhadairean dopamine nan gabhadairean pròtain-G (GPCR) le seachd raointean transmembrane agus tha dà subtypes ann, Gabhadairean coltach ri D1 agus coltach ri D2, a bhios a ’tomhas gnìomhan dà-thaobhach ann an comharrachadh dopamine [1]. Mar eisimpleir, bidh gabhadairean coltach ri dopamine D1 (D1, D5) a ’gnìomhachadh adenylyl cyclase tro Gαs agus àrdaich ìre intracellular de cAMP, ach tha gabhadairean coltach ri dopamine D2 (D2, D3, D4) a ’cur bacadh air cyclase adenylyl tro Gαi agus lughdaich an ìre intracellular de cAMP [1], [3].

Am measg gabhadairean dopamine, tha an gabhadair D2 (DRD2) an sàs ann am pathophysiology ioma-dhuilgheadasan inntinn-inntinn a ’toirt a-steach sgitsophrenia agus tràilleachd dhrogaichean [4], mar sin gu bheil mòran de dhrogaichean antipsicotic co-dhiù gu ìre ag amas air DRD2. Tha fios cuideachd gu bheil gnìomhachd DRD2 a ’ceangal gu math ri builean giùlain dhrogaichean mì-ghnàthachaidh ann am modalan beathach [5]. Tha antidepressants agus èifeachdas stabilizer mood cuideachd air a bhith ceangailte ri atharrachaidhean ann an abairt uachdar cealla de DRD2 no comharran intracellular sìos an abhainn air am meadhanachadh le PKA, ERK agus GSK3 [1], [4], [6]. A dh ’aindeoin na dreuchdan riatanach sin airson DRD2 san eanchainn, chan eilear a’ tuigsinn gu tur na h-innleachdan riaghlaidh mionaideach a bheir heterogeneity agus iom-fhillteachd do thogalaichean DRD2.

Tha loidhnichean fianais connspaideach a ’nochdadh gu bheil grunn atharrachaidhean posttranslational an sàs ann a bhith a’ gleusadh gnìomhachd DRD2. Chaidh glycosylation farsaing de DRD2 a nochdadh ann an sgrùdaidhean labeling tràth-dàimh [7], agus chaidh cruthachadh bannan disulfide taobh a-staigh DRD2 a chomharrachadh cuideachd mar atharrachadh cudromach airson ceangal ligand [8]. A bharrachd air an sin, chaidh làraich fosphorylation de DRD2 a chomharrachadh an toiseach le ann vitro assay le radioisotopes, a ’toirt seachad slighean airson diofar shlighean riaghlaidh air am meadhanachadh le diofar kinases [9]. Gu dearbh, tha protein kinase C (PKC) a ’riaghladh gluasad DRD2-meadhanaichte de chalcium intracellular agus ag atharrachadh eadar-obrachadh DRD2 le pròtanan cytoskeletal [10]. Bidh fosphorylation le GPCR kinase 2 (GRK2) a ’riaghladh pàtranan ath-mhothachaidh agonist-brosnaichte de DRD2 [11].

Tha kinase 5 a tha an urra ri cyclin (Cdk5) na serine / threonine kinase air a stiùireadh le proline aig a bheil gnìomhachd fàbharach air sgàth faireachdainn sònraichte eanchainn de na gnìomhaichean riatanach aige, p35 agus p39 [12]. Tha Cdk5 an sàs ann an grunn phròiseasan neuronal a ’toirt a-steach imrich neuronal agus stiùireadh axon, agus tha luchagan Cdk5 agus p35 null a’ nochdadh lochdan ann an laigheachadh cortical [13]. O chionn ghoirid, chaidh a shealltainn gu bheil fosphorylation de WAVE1 agus ephexin le Cdk5 a ’riaghladh morphogenesis spine dendritic [14]. A bharrachd air an sin, tha Cdk5 cuideachd a ’riaghladh ìrean faireachdainn uachdar an gabhadair NMDA, NR2B, agus sruthan NMDA-meadhanaichte NR2A. [15], [16]. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil grunn phìosan fianais a ’nochdadh dàimh dlùth eadar Cdk5 agus an siostam dopamine. Cdk5 phosphorylates tyrosine hydroxylase (TH), a ’riaghladh a sheasmhachd, agus mar sin a’ cumail suas homeostasis dopaminergic [17]. Ann an neurons postynaptic, nuair a tha fuigheall T75 de dopamine agus fosphoprotein-32kD riaghlaichte cyclic-AMP (DARPP-32) air a phosphorylated le Cdk5, faodaidh e bacadh a chuir air gnìomhachd PKA agus mar sin antagonize dopamine DRD1-mediated PKA signall [18]. Gu inntinneach, nuair a thèid cocaine, agonist neo-dhìreach de gabhadairean dopamine, a rianachd gu cronail ann am radain, mRNA agus ìrean pròtain de Cdk5 àrdachadh ann an neurons spìosrach meadhanach [19]. Còmhla, tha coltas gu bheil Cdk5 an sàs ann an atharrachaidhean synaptic air a bhrosnachadh le drogaichean. Anns an sgrùdadh seo, tha sinn a ’sealltainn eadar-obrachadh obrachail de DRD2 agus Cdk5 a tha a’ leudachadh tuilleadh àite Cdk5 ann an comharrachadh dopamine.

Stuthan agus Dòighean-obrach

Antibodies

Chaidh searmonan an-aghaidh coineanach a thogail an aghaidh peptidean anns a bheil fospho-serine 321 (pS321) den treas lùb intracellular de DRD2 (D2i3). Chaidh fospho-peptide, CNPDpSPAKPEK (PEPTRON), a chleachdadh gus colbh peptide-conjugated a dhèanamh airson glanadh dàimh (20401, PIERCE). Chaidh antibody anti-pS321 a shaidhbhreachadh le siostam glanaidh dàimh a ’leantainn stiùireadh an neach-dèanamh. Chaidh fospho-antibody purichte a stòradh ann am PBS le 0.1% sodium azide agus gelatin 0.1%. Chaidh antibody anti-luch anti-Cdk5 (sc-249) agus antibody anti-coineanach anti-p35 (sc-820) a chleachdadh airson blotadh an Iar agus immunocytochemistry Cdk5 / p35. Chaidh antibody anti-GFP an aghaidh na luchaige (sc-9996) a chleachdadh airson dìon-dìon agus blotadh an Iar de DRD2-GFP. Frith-dhìon an aghaidh coineanach anti-FLAG (sc-807), antibody anti-coineanach anti-HA (sc-805), antibody anti-GST anti-luch (sc-138), agus antibody anti-luch anti-GAPDH (sc- Chaidh 32293) a cheannach bho Santa Cruz Biotechnologies.

Animals

Bha an luchag bualadh p35 na thiodhlac math bhon Dr. Katsuhiko Mikoshiba aig Institiùd Saidheans Brain RIKEN ann an Iapan agus air a chleachdadh airson cultar neuron bun-sgoile. B ’e seataichean primer airson gintinneachd 5′- GGTCTCCTCTTCTGTCAAGAAG, 5′-GCTCTGCTAGACACATACTGTAC agus 5′- TCCATCT GCACGAGACTAGT mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [20]. Chaidh luchagan ICR agus radain Sprague Dawley a chleachdadh airson ullachadh lysate eanchainn. Chaidh a h-uile modh beathach aontachadh le Comataidh Cùram agus Cleachdadh Ainmhidhean Institiùd Oilthigh Saidheans agus Teicneòlas Pohang.

Bidh Plasmid a ’togail

Chaidh isoform fada daonna DRD2 ann an vectar plasmid EGFP-N1 agus an treas lùb intracellular de DRD2 (fuigheall amino-aigéad 212 - 373 a ’toirt a-steach na fuigheall amino-aigéad 29 a bharrachd a tha sònraichte do DRD2 fada isoform) ann an vectar plasmid pFLAG-CMV-2. Chaidh Cdk5 daonna a chuir a-steach ann an vectar plasmid pCMV-HA agus chaidh p35 daonna a chuir a-steach ann an vectar plasmid pcDNA 3.1. Chaidh Cdk5 daonna a chuir a-steach fo neach-adhartachaidh cytomegalovirus (CMV) còmhla ri p35 daonna ann an vectar pcDNA 3.1 gus abairt dùbailte a dhèanamh (Cdk5 / p35) airson immunocytochemistry, assay in-ghabhail gabhadain, [35S] -GTPγS assay ceangailteach, assay ceangailteach radioligand agus immunoassay enzyme cAMP.

Ann an Vitro Kinase Assay

Ceangal IP ann vitro chaidh assay kinase a dhèanamh mar a leanas. Chaidh aon eanchainn luch iomlan a chòmhdach ann am bufair lysis erythrocytes 3 mL (ELB) (50 mM Tris (pH 8.0), 250 mM NaCl, 5 mM EDTA, 0.1% NP-40) le stròcan 20 de homogenizer Dounce gus lysates eanchainn homogenized fhaighinn . Chaidh na lysates a thoirt a-steach air deigh airson 30 min, sonicated, agus centrifuged aig 16,000 × g airson 10 min. Chaidh na h-uachdarain a dhìon le dìon an-aghaidh p35 an-aghaidh coineanach gus ionad gnìomhach Cdk5 / p35 fhaighinn. Chaidh pròtain fusion Cdk5 / p35 iom-fhillte agus purraichte GST a mheasgachadh le adenosine 5′-triposphate, [γ-32P] (NEG-502H, PerkinElmer) agus air a bhrosnachadh ann am bufair kinase (30 mM HEPES (pH 7.2), 10 mM MgCl2, 0.2 mM DTT) airson 1 h aig teòthachd an t-seòmair [18], [21]. Chaidh iom-fhillte Cdk5 / p25 purraichte (14 - 516, Millipore) a chleachdadh cuideachd airson ann vitro kinase assay mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd. Chaidh am bufair luchdadh sampall 2 × a chur ris a ’mheasgachadh ath-bhualadh agus air a ghoil aig 100 ° C. Chaidh na samples a thoirt a-steach do SDS-PAGE an uairsin agus chaidh an gel tiormaichte a mheasadh le autoradiography.

Chromatography Liquid (LC) -Mass Spectrometry (MS) / MS Analysis

Chaidh am pròtain ath-chuairteachaidh GST-D2i3 a sgrùdadh le LC-MS / MS às deidh ceangal le IP ann vitro kinase assay. Rinn sinn comharrachadh peptide air dàta LC-MS / MS a ’cleachdadh X !! Tandem (dreach Dec-01-2008). Chaidh gach faidhle dàta RAW a thionndadh gu mzXML an-toiseach a ’cleachdadh an loidhne-phìoban tar-proteomic (TPP; dreach 4.3). Chaidh sganaidhean MS / MS anns na mzXMLs a chaidh a thionndadh an uairsin a sgrùdadh an aghaidh stòr-dàta sreath pròtain luch UniProt (leig às 2010_07) a ’toirt a-steach sreath GST-D2i3 a’ cleachdadh X !! Tandem. Chaidh an fhulangas a shuidheachadh gu 3 Da airson ions ro-ruithear agus 2 Da airson ions criomag. Chaidh sònrachas enzyme airson trypsin a chleachdadh. Chaidh roghainnean atharrachaidh caochlaideach a chleachdadh airson carbamidomethylation cysteine ​​(57.021 Da), oxidation methionine (15.995 Da), hydrolysis asparagine (0.987 Da) agus fosphorylation de serine (79.966 Da).

Immunoprecipitation

Chaidh immunoprecipitation a dhèanamh air lysates cealla ann am bufair lysis ELB. Chaidh antibody anti-GFP a chur ris na lysates agus air a bhrosnachadh airson 3 h aig 4 ° C. Chaidh immunocomplexes a ghlanadh le bhith a ’cleachdadh agarose protein-A. Bha na precipitates air an toirt a-steach le bufair luchdadh sampall SDS airson 30 min aig 37 ° C, agus fo smachd SDS-PAGE agus blots an Iar.

GST Tarraing-sìos Assay

Chaidh 10 µg de GST purraichte agus GST - D2i3 a thoirt a-steach le lysate eanchainn radan airson 1.5 h aig 4 ° C. Chaidh 30 µL de ghrìogagan glutathione (GSH) -conjugated Sepharose 4B (17-0756-01, GE Healthcare) a cho-chothromachadh le bufair lysis a chur ris agus a bhrosnachadh airson 1 h a bharrachd. Chaidh grìogagan a chruinneachadh le centrifugation aig 2,000 ×g agus air a roladh le bufair lysis 4 amannan [22], [23]. Chaidh precipitates a sgrùdadh le blotadh an Iar a ’cleachdadh antibodies anti-Cdk5 agus anti-p35.

Immunocytochemistry

Chaidh ceallan HEK 293 tar-chuir agus neurons striatal a chaidh an àiteachadh air còmhdaichean còmhdaich a nighe aon uair le saline bufair fosfáit (PBS) agus air a chàradh le bogadh ann an fuar 4% paraformaldehyde / PBS airson 30 min. Chaidh antibody bun-sgoile a lagachadh anns an fhuasgladh bacaidh (2% serum each agus 1% Triton X-100 ann am PBS). Chaidh antibody anti-luch Alexafluor-647-conjugated (A20990, Invitrogen) agus antibody anti-coineanach Alexafluor-568-conjugated (A11011, Invitrogen) a chleachdadh mar antibodies àrd-sgoile. Chaidh Hoechst a chleachdadh airson staining niuclas. Chaidh dealbhan fhaighinn le microscopy confocal (Olympus, FluoView-1000).

Measadh in-ghabhail gabhadair

24 h às deidh an tar-chuir, chaidh ceallan a làimhseachadh le 1 µM ​​quinpirole (Q102, Sigma) airson 30 min agus 90 min aig 37 ° C. Chaidh ceallan a chuir dheth a-rithist ann an PBS fuar 2 mL agus chaidh aliquots 200 µL a chleachdadh airson gach ath-bhualadh. Chaidh làimhseachadh dhrogaichean a dhèanamh aig teòthachd an t-seòmair airson 3 h aig na dùmhlachdan a leanas; 3 nM [3H] -spiperone (NET-565, PerkinElmer), 3 µM ​​sulpiride (895, TOCRIS), 10 µM ​​haloperidol (H1512, Sigma). Hydrophobic [3Chaidh H] -spiperone a chleachdadh gus bileagan gabhadain iomlan a chlàradh agus chaidh sulpiride hydrophilic a chleachdadh an àite gabhadan membranous ceangailte [3H] -spiperone comharran. Chaidh comharran gabhadain co-cheangailte ri meur a thomhas le bhith a ’toirt air falbh luachan gabhadan intracellular bho na luachan gabhadain iomlan a chaidh an cur an cèill. Chaidh ceallan a shìoladh air sìoltachan GF / B (Millipore) agus chaidh an nighe 3 amannan le bufair nighe (50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 100 mM NaCl). Chaidh sìoltachain a thiormachadh agus chaidh rèidio-beò a bha air fhàgail a thomhas a ’cleachdadh cuntar scintillation leaghan [24].

Ullachadh Membrane Cell

Chaidh ceallan confluent ann an soithichean-cultair 100 mm às deidh an tar-chuir a nighe le PBS fuar-deighe agus a bhuain ann am bufair 1 mL HME (25 mM HEPES (pH 7.5), 2 mM MgCl2, 1 mM EDTA). Chaidh lysates homogenized a centrifug le 500 × g airson 15 min agus an dèidh sin chaidh na h-os-fhilltean a chuir a-steach le 36,000 × g airson 30 min. Chaidh peilearan ath-chrochadh ann am bufair HME a chleachdadh airson measaidhean.

[35S] -GTPγS Ceangal ceangail

Chaidh bloighean membran cealla a thoirt a-steach ro-làimh le 1 µM ​​quinpirole (Q102, Sigma) anns a ’bhufair assay (25 mM HEPES (pH 7.5), 1.5 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA agus 0.01 mM GDP) airson 10 min. [35S] -GTPγChaidh S (NET-030H, PerkinElmer) a chur ris a ’cho-chruinneachadh deireannach de 3 nM ann an 30 µL agus air a bhrosnachadh a-rithist airson 90 min. 170 µL de bhufair fuar-deighe (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl2, agus chaidh 0.1 mM GTP) a chuir ris gus stad a chuir air an ath-bhualadh. Chaidh pilearan a shìoladh air sìoltachan GF / B (Millipore) agus chaidh an nighe 3 amannan le bufair nighe (50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 100 mM NaCl). Chaidh sìoltachain a thiormachadh agus chaidh rèidio-beò a thomhas a ’cleachdadh a’ chunntair scintillation [25], [26].

Radioligand Binding Assay

Chaidh buill-bodhaig ullaichte a thoirt a-steach le 0.01 nM [3H] -spiperone (NET-565, PerkinElmer) agus dùmhlachdan nas motha de quinpirole (Q102, Sigma) airson 30 min anns a ’bhufair assay (25 mM HEPES (pH 7.5), 1.5 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA). Chaidh pilearan a shìoladh air sìoltachan GF / B (Millipore) agus chaidh an nighe 3 amannan le bufair nighe (50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 100 mM NaCl). Chaidh an ath-bhualadh a thoirt gu crìch le sìoladh luath tro shìoltachain GF / C. Chaidh radioactivity iarmharach a thomhas le bhith a ’cleachdadh cuntar scintillation leaghan [27]-[29].

cAMP Enzyme Immunoassay

Chaidh ceallan HEK 293 tar-chuir a ro-innse le rolipram 10 µM ​​(R6520, Sigma) airson 1 h, agus an uairsin air an làimhseachadh le 0.1 µM ​​forskolin (F6886, Sigma) agus dùmhlachdan nas motha de quinpirole (Q102, Sigma) airson 30 min. Chaidh neurons striatal cultarach bun-sgoile a làimhseachadh le rolipram 10 µM ​​airson 1 h, agus an uairsin dopamine 1 µM ​​airson 1 h [22]. Chaidh lysates cealla ullachadh le 0.1 M HCl agus chaidh ìrean cAMP a lorg le cAMP enzyme immunoassay kit (Sapphire Bioscience) a ’leantainn stiùireadh an neach-dèanamh.

Neuron Striatal Cultar Bun-sgoile

Bha sgìre striatal air a sgaradh bho eanchainn embryonic na luchaige (E15). Chaidh teannachadh sgaoilte a sgaradh anns na meadhanan riatanach as ìsle (MEM) (11095, Invitrogen) anns a bheil 0.25% trypsin (T4549-100, Sigma) agus 0.1% DNase I airson 6 min aig 37 ° C. Chaidh ceallan ath-chrochadh anns na meadhanan plating (MEM le 0.01 M HEPES (pH 7.4) agus serum each 10% (vol / vol) (16050-122, GIBCO)). Bha neurons air an àiteachadh airson làithean 7 ann vitro (DIV 7) ann am MEM le cur-ris B27 (17504-044, Invitrogen) mus tèid a chuir an sàs ann an immunoassays enzyme cAMP.

toraidhean

Cdk5 Phosphorylates Serine 321 anns an treas lùb intracellular de DRD2 ann vitro

Gus fo-stratan nobhail Cdk5 a chomharrachadh, rinn sinn sgrùdadh eagarach a ’cleachdadh (S / T) PX (K / H / R) mar na sreathan co-aontachd aithne Cdk5 [30] agus chomharraich e DRD2 mar substrate tagraiche. Tha an sreath co-aontachd, a ’toirt a-steach serine 321, suidhichte anns an treas lùb intracellular de DRD2 (D2i3) far an deach grunn dhòighean riaghlaidh a thoirt a-steach [3], [10], [11]. Tha an t-sreath air a ghleidheadh ​​gu mean-fhàs ann an DRD2 ann an cnàmhan-droma, a ’ciallachadh cudromachd gnìomh a’ fhuigheall (Fig. 1A).

Dealbhag a 'ghlacaidh

Figear 1. Cdk5 phosphorylates serine 321 anns an treas lùb intracellular de DRD2 in vitro.

(A) Co-thaobhadh sreath searbhag amino a ’sealltainn roinnean glèidhte den DRD2 bho ghrunn ghnèithean (fo sgàil). Tha an làrach Cdk5 fosphorylation air a chomharrachadh le rionnag. (B) IP-cheangailte ann vitro assay kinase le proteinichean mutant GST-D2i3 agus GST-D2i3 mutant. Chaidh iom-fhillte Cdk5 / p35 a bha air a bheairteachadh bho chuibhreann eanchainn luch le immunoprecipitation anti-p35 a chleachdadh airson ath-bheachdan kinase. Tha autoradiograph de phròtainean fosphorylated air a shealltainn còmhla ri staining gorm sgoinneil Coomassie den aon gel. Tha ceann-saighead a ’comharrachadh comharra rèidio-beò a tha a’ freagairt ri GST-D2i3s agus tha ceann saighead fosgailte a ’comharrachadh comharran rèidio-beò bho p35. (C) Speactram MS / MS den chriomag peptide fosphorylated de D2i3. Tha na pàtranan criomag teòiridheach air an sealltainn fon speactram. Am measg nan ianan criomag, tha na y- agus b-ions a lorgar air an comharrachadh anns an speactram. An y6 agus y7 tha ions gu làidir a ’comharrachadh fosphorylation de serine 321. (D) In vitro assay kinase le iom-fhillte purraichte Cdk5 / GST-p25 a ’cleachdadh pròtainean mutant GST-D2i3 agus GST-D2i3. Chaidh pròtanan fosphorylated a nochdadh ann an autoradiograph, còmhla ri staining gorm sgoinneil Coomassie. Tha ceann-saighead a ’comharrachadh comharra rèidio-beò a’ freagairt GST-D2i3 agus tha ceann saighead fosgailte a ’comharrachadh comharran rèidio-beò bho GST-p25.

doi: 10.1371 / journal.pone.0084482.g001

Gus comas Cdk5 a mheasadh gus fosphorylate D2i3 a dhèanamh, rinn sinn ceangal le IP ann vitro measaidhean kinase le bhith a ’cleachdadh pròtacal gnìomhach Cdk5 / p35 air a bheairteachadh bho lysate eanchainn luch le immunoprecipitation p35 le GST-D2i3 ath-leasaichte purichte (fuigheall amino-aigéad 212 - 373) mar na fo-stratan. Chunnaic sinn comharran fosphorylation anns na pròtanan GST-D2i3 agus GST-D2i3 S297A, ach chaidh an comharra a lughdachadh gu mòr le bhith a ’cleachdadh GST-D2i3 S321A (Fig. 1B). Gus tuilleadh dearbhaidh a dhèanamh air fosphorylation de serine 321 anns an GST-D2i3, rinn sinn mion-sgrùdadh LC-MS / MS air na sampallan bho cheangal IP. ann vitro measaidhean kinase a ’cleachdadh mais-speactram LTQ XL. Gu cunbhalach, chaidh fospho-peptides a rèir meud peptidean 321 fospho-serine fhaighinn air ais (Fig. 1C). A ’beachdachadh gu bheil an togail a tha an urra ri dàta rè mion-sgrùdadh LC-MS / MS buailteach a bhith a’ lorg pailteas phròtainean san t-sampall [31], tha an dàta seo a ’moladh gur e fuigheall serine 321 am prìomh làrach fosphorylation de Cdk5 ann an sgìre D2i3. Gus fosphorylation dìreach de serine 321 a dhearbhadh anns an GST-D2i3 le Cdk5, ann vitro Chaidh assay kinase a ’cleachdadh iom-fhillte Cdk5 / GST-p25 purnta le pròtainean GST-D2i3 ath-leasaichte. Chomharraich sinn comharra fosphorylation cudromach anns an GST-D2i3 a bha neo-làthaireach anns an GST-D2i3 S321A (Fig. 1D). Air an toirt còmhla, tha na toraidhean sin a ’sealltainn gu bheil fuigheall D2i3 S321 na thargaid roghnach airson fosphorylation Cdk5-mediated.

Cdk5 Phosphorylates Serine 321 anns an treas lùb intracellular de DRD2 ann an ceallan

Gus fosphorylation de serine 321 a chomharrachadh, thog sinn antibody sònraichte airson fospho-serine 321 (pS321). Sampaill bhon cheangal IP ann vitro Chaidh assay kinase a sgrùdadh le blotadh an Iar a ’cleachdadh antibody anti-pS321. Sheall blots còmhlan sònraichte anns an ath-bhualadh kinase a bha an urra ri GST-D2i3 (Fig. 2A). Gus dearbhadh an fosphorylation a dh’fhaodadh a bhith ann de serine 321 ann an DRD2 le Cdk5 ann an ceallan, chaidh immunoprecipitates anti-GFP bho cheallan HEK 293 a ’cur an cèill DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP le no às aonais HA-Cdk5 agus p35 a’ cleachdadh G-blot. antibodies anti-pS321. Thathas a ’cumail sùil air comharran còmhlan smeartha caractar le antibody anti-GFP a tha aithnichte mar thoradh air cus glycosylation de DRD2 a-mhàin ann an làthaireachd DRD2-GFP, agus lorg antibody anti-pS321 comharran coltach DRD2 a-mhàin le co-abairt Cdk5 / p35 (Fig. 2B) [7]. Gus tuilleadh dearbhaidh a dhèanamh air fosphorylation de serine 321 le Cdk5, D2i3 (FLAG-D2i3) agus cruth mutant de D2i3 (FLAG-D2i3 S321A). Chaidh FLAG-D2i3 agus FLAG-D2i3 S321A a chuir an cèill le no às aonais HA-Cdk5 agus p35 ann an ceallan HEK 293 a sgrùdadh le assay gluasad gluasaid SDS-gel. Chaidh gluasad gluasad mòr a bha an urra ri Cdk5 a choimhead airson FLAG-D2i3, ach chan ann airson FLAG-D2i3 S321A (Fig. 2C). Rinn sinn measadh cuideachd air an ìre fosphorylation de DRD2 aig Ser321 air brosnachadh agonist. Chaidh ceallan HEK 293 a bha a ’cur an cèill DRD2-GFP agus Cdk5 / p35 iom-fhillte a bhrosnachadh le quinpirole, agus chaidh immunoprecipitates anti-GFP bho na lysates cealla a sgrùdadh le blotadh an Iar a’ cleachdadh antibodies anti-GFP agus anti-pS321. Fhuair sinn a-mach nach robh brosnachadh agonist a ’toirt buaidh air fosphorylation Cdk5-mediated de DRD2 aig Ser321, a tha a’ nochdadh eadar-dhealaichte bho fosphorylations GRK- agus PKC-mediated (Fig. 2D) [32], [33]. Còmhla, tha na toraidhean sin a ’sealltainn gum faod Cdk5 fosphorylate an serine 321 fuigheall de DRD2 anns an àrainneachd cheallach.

Dealbhag a 'ghlacaidh

Figear 2. Cdk5 phosphorylates serine 321 anns an treas lùb intracellular de DRD2 ann an ceallan.

Chaidh fosphorylation Cdk5-mediated de serine 321 a sgrùdadh le bhith a ’cleachdadh antibody anti-pS321. (A) Sampaill bho IP ceangailte ann vitro Chaidh assay kinase a ’cleachdadh pròtainean GST-D2i3 a sgrùdadh le blotadh an Iar (WB) le antibodies comharraichte. Tha cinn-cinn a ’comharrachadh GST-D2i3s. (B) Chaidh DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP a chuir an cèill le no às aonais HA-Cdk5 agus p35 ann an ceallan HEK 293. Chaidh immunoprecipitates anti-GFP a sgrùdadh le blotadh an Iar a ’cleachdadh antibodies anti-GFP agus anti-pS321. Tha an camag a ’comharrachadh comharran DRD2 agus tha ceann saighead fosgailte a’ comharrachadh comharran nonspecific bho na immunoprecipitates anti-GFP. Is e '% toirt a-steach'% toirt de lysate iomlan airson ath-bhualadh IP. Chaidh comharran lag Cdk5 lag a chomharrachadh le reultan. (C) Assay gluasad gluasaid gel. Chaidh ceallan HEK 293 a chaidh an gluasad mar a chaidh an comharrachadh a sgrùdadh le blotadh an Iar. (D) Chaidh ceallan tar-chuir HEK 293 a làimhseachadh le quinpirole agus chaidh immunoprecipitates anti-GFP a sgrùdadh le blotadh an Iar le antibodies anti-GFP agus anti-pS321. Tha ceann saighead fosgailte a ’comharrachadh comharran nonspecific bho immunoprecipitates anti-GFP.

doi: 10.1371 / journal.pone.0084482.g002

Tha Cdk5 / p35 Complex agus DRD2 co-cheangailte gu corporra

Rinn sinn sgrùdadh air an eadar-obrachadh corporra a dh’fhaodadh a bhith ann eadar an toinnte Cdk5 / p35 agus DRD2 oir tha fios gu bheil ceangal corporra aig mòran de shubstridean Cdk5 le Cdk5 / p35. [23], [34], [35]. An toiseach, chaidh deuchainn tarraing-sìos GST a dhèanamh. Chaidh pròtain GST-D2i3 ath-leasaichte a thoirt a-steach le lysate eanchainn radan agus chaidh sgrùdadh a dhèanamh air precipitates slaodadh GST airson blotadh an Iar. Mar a chithear ann an Fig. 3A, chaidh endogenous Cdk5 agus p35 a chomharrachadh anns na precipitates slaodadh sìos, a ’nochdadh eadar-obrachadh corporra eadar DRD2 agus an Cdk5 / p35 iom-fhillte (Fig. 3A). A bharrachd air an sin, lorgar HA-Cdk5 agus p35 anns na immunoprecipitates anti-GFP bho lysates cealla HEK 293 a ’cur an cèill DRD2-GFP agus Cdk5 / p35 (Fig. 3B). A bharrachd air an sin, rinn sinn mion-sgrùdaidhean immunocytochemical agus chunnaic sinn gu bheil DRD2-GFP, HA-Cdk5 agus p35 a ’nochdadh comharran co-ionadachaidh cudromach aig an sgìre membranous de cheallan HEK 293 (Fig. 3C, pannalan àrda). Rinn sinn sgrùdadh cuideachd air co-ionadachadh DRD2 agus Cdk5 / p35 ann an co-theacsa neuronal. Gu cunbhalach, sheall DRD2-GFP cuideachd co-ionadachadh mòr le Cdk5 endogenous agus p35 anns na neurons striatal cultarach (DIV7), a ’toirt tuilleadh taic do cheanglaichean gnìomh eadar DRD2 agus Cdk5 / p35 (Fig. 3C, pannalan ìosal). Tha na toraidhean a ’sealltainn gum faod DRD2 agus Cdk5 / p35 iom-fhillte a chruthachadh agus mar sin, a’ toirt taic don bheachd gu bheil DRD2 na substrate fiosaigeach de Cdk5.

Dealbhag a 'ghlacaidh

Figear 3. Faodaidh Cdk5 / p35 iom-fhillte a dhèanamh le DRD2.

(A) Assay tarraing-sìos GST a ’cleachdadh pròtain GST-D2i3 ath-leasaichte le cuibhreann eanchainn radan. Chaidh precipitates slaodadh GST a thoirt do mhion-sgrùdaidhean blotting an Iar. Tha 'bead' a 'comharrachadh an dùmhlachd tarraing sìos às aonais pròtainean GST. (B) Immunoprecipitation de DRD2 agus Cdk5 / p35 iom-fhillte. Chaidh IP anti-GFP bho lysates bho cheallan tar-chuir a thoirt do mhion-sgrùdaidhean blotadh an Iar. Tha an camag a ’comharrachadh comharran DRD2 agus tha ceann saighead fosgailte a’ comharrachadh comharran nonspecific bho na immunoprecipitates anti-GFP. Tha blot overexposed airson cuir a-steach cuideachd air a shealltainn air an taobh cheart. (C) Mion-sgrùdaidhean immunocytochemical de DRD2 agus Cdk5 / p35. Chaidh ceallan HEK 293 a bha a ’cur an cèill DRD2-GFP agus Cdk5 / p35 a smàladh le antibodies anti-Cdk5 agus anti-p35 (Pannalan àrda). Chaidh DRD2-GFP a chuir an cèill leis fhèin anns na neurons striatal cultarach agus air an staining le antibodies anti-Cdk5 agus anti-p35 (Pannalan as ìsle). Chaidh Hoechst a chleachdadh airson staining niuclas. Is e am bàr sgèile 5 µm. Chaidh na h-ìomhaighean uile fhaighinn le bhith a ’cleachdadh miocroscop confocal (Olympus, FluoView-1000).

doi: 10.1371 / journal.pone.0084482.g003

Phosphorylation Cdk5-mediated de DRD2 Attenuates Receptor Activity

Chaidh aithris gu bheil fosphorylation ag atharrachadh feartan riatanach GPCRn leithid ceangal pròtain G, in-ghabhail gabhadain, sgìreachadh intracellular, agus co-cheangal ri pròtanan modulator [9], [11], [24]. ThaTha in-ghabhaltachd gabhadair air a bhrosnachadh le gonist na phròiseas riaghlaidh deatamach de ghluasad chomharran. Rinn sinn sgrùdadh air modaladh Cdk5-meadhanaichte de in-smachd DRD2. Chaidh ceallan HEK 293 a bha a ’cur an cèill DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP le no às aonais Cdk5 / p35 a thoirt a-steach le quinpirole 1 µM ​​gus brosnachadh a-staigh DRD2 a bhrosnachadh le agonist (Fig. 4A). [3Chaidh comharran H] -spiperone de DRD2-GFP a ’cur an cèill ceallan a lughdachadh gu mòr aig làimhseachadh quinpirole 30 min agus chaidh fhaighinn air ais aig 90 min. Gu inntinneach, [3Chaidh comharran H] -spiperone de DRD2-GFP agus Cdk5 / p35 a ’cur an cèill ceallan a lughdachadh cuideachd aig làimhseachadh 30 min quinpirole ach cha deach fhaighinn air ais aig 90 min (Fig. 4A, an dàrna roinn). Air an làimh eile, [3Chaidh comharran H] -spiperone de cheallan cur an cèill DRD2 S321A-GFP a lughdachadh aig 30 min agus chaidh an toirt air ais aig 90 min, ge bith dè an co-mhìneachadh le Cdk5 / p35. Tha sgrùdaidhean roimhe air sealltainn gu bheil an DRD2 a-staigh ag ath-chuairteachadh air ais chun membran plasma air brosnachadh agonist fada [11]S an Iar- Thus tha e coltach gu bheil fosphorylation Cdk5-mediated de DRD2 an sàs anns na pròiseasan ath-mhothachaidh às deidh in-stealladh DRD2 a tha air a bhrosnachadh le agonist.

Dealbhag a 'ghlacaidh

Figear 4. Bidh fosphorylation Cdk5-meadhanaichte a ’lagachadh abairt uachdar DRD2 agus comharran sìos an abhainn.

(A) abairt uachdar DRD2 air a thomhas le [3H] -spiperone ceangailteach assay. Chaidh ceallan tar-chuir HEK293 a bhrosnachadh le quinpirole 1 µM ​​airson na h-ùine ainmichte agus air am buain, agus an uairsin 3 nM [3H] -spiperone làimhseachadh airson 3 h. Chaidh radioactivity a thomhas agus chaidh comharran uachdar a thomhas. Tha bàraichean mearachd a ’riochdachadh cuibheas ± SE (n = 8; * p <0.05, ** p <0.01; ANOVA aon-shligheach le deuchainn post hoc Dunnett: dèan coimeas eadar na colbhan uile vs colbh smachd). (B) [35S] -GTPγS ceangaltach assay. Chaidh memblan cealla ullachadh bho na ceallan a chaidh an gluasad mar a chaidh a chomharrachadh. Chaidh ullachaidhean meur a thoirt a-steach le quinpirole 1 µM ​​agus an uairsin 3 nM [35S] -GTPγS airson 90 min. Tha bàraichean mearachd a ’riochdachadh cuibheas ± SE (n = 8; * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001; ANOVA aon-shligheach le deuchainn post hoc Bonferroni: dèan coimeas eadar gach paidhir colbhan). (C) Quinpirole-farpaiseach [3H] -spiperone ceangailteach assay. Chaidh ullachaidhean meur bho cheallan tar-chuir a thoirt a-steach le 0.01 nM [3H] -spiperone agus dùmhlachdan nas motha de quinpirole airson 30 min. Chaidh ais-tharraing neo-loidhneach fhaighinn le GraphPad. Tha bàraichean mearachd a ’comharrachadh cuibheas ± SE (n = 3). (D) immunoassays cAMP enzyme ann an ceallan tar-chuir HEK 293. Chaidh ceallan tar-chuir a ro-innse le rolipram 10 µM airson 1 h, agus an uairsin air an co-làimhseachadh le forskolin 0.1 µM agus a ’sìor fhàs dùmhlachdan de quinpirole airson 30 min. Chaidh ais-tharraing neo-loidhneach fhaighinn le GraphPad. Tha bàraichean mearachd a ’riochdachadh cuibheas ± SE (n = 4; ** p <0.01; dà-earball t-tests). (E) Chaidh neurons striatal cultarach bho sheòrsa fiadhaich agus embryos bualadh p35 (DIV 7) a làimhseachadh le rolipram 10 µM ​​airson 1 h agus an uairsin 1 µM ​​dopamine airson 1 h. Tha bàraichean mearachd a ’riochdachadh cuibheas ± SE (n = 4; **p<0.01; dà-earball t-tests).

doi: 10.1371 / journal.pone.0084482.g004

Rinn sinn tuilleadh measaidh air atharrachadh a dh’fhaodadh a bhith ann an ceangal pròtain G a tha air a bhrosnachadh le agonist gu DRD2 co-cheangailte ri fosphorylation Cdk5-mediated a ’cleachdadh [35S] -GTPγS ceangaltach assay [25], [26]. Chaidh DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP le no às aonais Cdk5 / p35 a chur an cèill ann an ceallan HEK 293. Chaidh pilearan ullachadh agus a bhrosnachadh le quinpirole 1 µM ​​agus chaidh a cheadachadh tuilleadh [35S] -GTPγS in-ghabhail. Sheall DRD2-GFP agus Cdk5 / p35 a ’cur an cèill ball-bodhaig gu mòr [35S] -GTPγS ceangaltach an coimeas ris na buill cealla eile (Fig. 4B). Tha na toraidhean sin a ’sealltainn gu bheil fosphorylation Cdk5-mediated sìos-riaghladh a’ riaghladh ceangal pròtain G agonist-brosnaichte aig DRD2.

A bharrachd air an sin, farpais quinpirole [3Chaidh measaidhean ceangailteach H] -spiperone a dhèanamh gus sgrùdadh a dhèanamh air atharrachadh sam bith a dh ’fhaodadh a bhith ann an dàimh agonist aig DRD2 le Cdk5-mediated phosphorylation. Ceangal farpaiseach de [3Chaidh H] -spiperone nuair a chaidh dèiligeadh ri dùmhlachdan nas motha de quinpirole gu ullachadh membran bho transfected a thomhas. Ceangal farpaiseach de quinpirole agus [3Rinn H] -spiperone aig DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP logK coltach risi luachan (−9.789 airson DRD2-GFP; −9.691 airson DRD2 S321A-GFP), a ’nochdadh nach eil buaidh mhòr aig dàimh ligand ri DRD2 le fosphorylation Cdk5-mediated aig DRD2 (Fig. 4C).

Bidh Phosphorylation Cdk5-mediated Down-a ’riaghladh an t-slighe chomharran DRD2-cAMP

An ath rud, rinn sinn sgrùdadh a bheil atharrachadh DRD2 le Cdk5 a ’toirt buaidh air slighean comharran sìos an abhainn. Rinn sinn sgrùdadh air bacadh DRD2-meadhanaichte air cinneasachadh cAMP air a bhrosnachadh le forskolin le cyclase adenylyl anns na ceallan a ’cur an cèill DRD2-GFP agus DRD2 S321A-GFP a’ cleachdadh cAMP enzyme immunoassay. Sheall ceallan DRD2-expressing ìrean cAMP lùghdaichte mar fhreagairt do quinpirole ann an dòigh a tha an urra ri dòsan. Gu h-iongantach, lùghdaich co-mhìneachadh de Cdk5 / p35 gu mòr an casg as motha a thaobh cruthachadh cAMP (Fig. 4D, pannal clì). Air an làimh eile, anns na ceallan DRD2 S321A-GFP, chaidh na cumaidhean cAMP a bhacadh gu h-èifeachdach mar fhreagairt air làimhseachadh quinpirole ge bith dè an abairt Cdk5 / p35 (Fig. 4D, pannal deas). Tha na toraidhean sin a ’sealltainn gu bheil fosphorylation Cdk5-meadhanaichte de DRD2 a’ lughdachadh gnìomhachd bacaidh DRD2 air an t-slighe chomharran cAMP sìos an abhainn. Gus tuilleadh dearbhaidh a dhèanamh air na h-uinneanan ann an suidheachadh a tha nas buntainniche gu corporra, rinn sinn feum de neurons cultair bun-sgoile bho embryos cnagadh easbhaidheach ann am p35, gnìomhaiche Cdk5 riatanach. Chaidh neurons striatal cultarach bun-sgoile a làimhseachadh le 1 µM ​​dopamine agus air an sgrùdadh le enzyme cAMP immunoassay. Bha neurons bho luchagan bualadh p35 a ’taisbeanadh ìrean cAMP nas ìsle an coimeas ri neurons seòrsa fiadhaich nuair a bha iad air am brosnachadh le dopamine (Fig. 4E). TA rèir a chèile, thàinig sinn chun cho-dhùnadh gu bheil fosphorylation Cdk5-meadhanaichte de DRD2 a ’leantainn gu lùghdachadh ann an tòna bacaidh air an t-slighe cAMP air a chuir DRD2 an sàs.

Deasbaireachd

Chomharraich sinn DRD2 mar substrate ùr de Cdk5. Tha coltas gu bheil am fosphorylation a ’riaghladh abairt uachdar DRD2 le bhith a’ toirt buaidh air mar a tha DRD2 a ’leantainn air taobh a-staigh gabhadan agus mar sin a’ lughdachadh DRD2 Gi- a ’ceangal agus slighe cAMP sìos an abhainn. Leis gu bheil fuigheall fosphorylation S321 ann an dà chuid ann an isofoirmean fada agus goirid DRD2, dh ’fhaodadh gum bi an uidheamachd a chaidh a mholadh san sgrùdadh seo mar dhòigh riaghlaidh coitcheann ann an comharrachadh meadhan-mheadhanaichte DRD2.

Chan e a-mhàin gu bheil DRD2 ann an neurons spìosrach meadhanach air a mheas mar phrìomh subtype gabhadair dopamine ach tha e cuideachd air aithneachadh airson a bhith buailteach atharrachaidhean ann an ruigsinneachd mar fhreagairt do bhrosnachaidhean àrainneachd. Chaidh sgrùdadh farsaing a dhèanamh air desensitization agus ath-mhothachadh DRD2 [11], [24]. Gu sònraichte, tha grunn sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil atharrachaidhean fiùghantach de DRD2 postynaptically an cois buaidhean nochdaidh psychostimulant cronach, leithid cocaine agus amphetamine, a thogas an ìre extracellular de dopamine anns an synapse striatal. [36]. Gu dearbh, tha fios gu bheil luchd-cleachdaidh cocaine cronail air ìrean DRD2 a lughdachadh anns an sgìre striatal, agus tha cothrom DRD2 anns na nucleus accumbens (NAcc) a ’sealltainn co-dhàimh àicheil leis an droga a’ sireadh agus a ’daingneachadh giùlan ann an luchagan agus primates [37]-[39]. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’sealltainn gu bheil comasachd DRD2 gu math buailteach do riaghladh atharrachail no dìolaidh mar fhreagairt do dhiofar bhrosnachaidhean a’ toirt a-steach foillseachadh dhrogaichean cronach. Tha na toraidhean againn a ’sealltainn gum faod fuigheall S321 anns an treas lùb intracellular de DRD2 a bhith air a phosphorylated le Cdk5, a tha a’ leantainn gu lùghdachadh ann am buaidh bacaidh DRD2 air an t-slighe cAMP. Tha an eadar-obrachadh seo a ’moladh dòigh riaghlaidh ùr-nodha co-cheangailte ri Cdk5 ann an neurons dopaminoceptive a dh’ fhaodadh a bhith ceangailte ri nàdar fiùghantach ruigsinneachd uachdar DRD2.

Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil fios gu bheil Cdk5 mar phrìomh phàirt ann a bhith a ’meadhanachadh atharrachaidhean atharrachail san àrainneachd neuronal. Mar eisimpleir, tha atharrachaidhean structarail agus gnìomhach de spìcean dendritic ann an neurons a ’chuairt limbic mar aon de na toraidhean bho bhith a’ nochdadh psychostimulant a-rithist [40]. An cois na h-atharrachaidhean sin tha grunn atharrachaidhean moileciuil a ’gabhail a-steach inntrigeadh pròtain freagairt cAMP freagairt-ceangail (CREB) agus ΔFosB, factaran tar-sgrìobhaidh a tha a’ nochdadh ùrachadh leantainneach mar fhreagairt air rianachd cronach cocaine. [41], [42]. Gu cudromach, tha Cdk5 na thargaid de ΔFosB [19], agus chaidh mòran de phàirtean riatanach a bha an sàs ann an dinamics spine dendritic, leithid PSD-95, p21-activated kinase (PAK), β-catenin, agus spinophilin, aithris mar substrathan Cdk5 [43]-[46]. Gu cunbhalach, bidh làimhseachadh ginteil no cungaidh-leigheis de ghnìomhachd Cdk5 a ’faighinn atharrachaidhean ann am morf-eòlas dendritic an spine agus freagairtean giùlain do chocaine, a’ ciallachadh dreuchdan riatanach airson Cdk5 ann an atharrachaidhean molecol agus morphologach de chuairtean dopamine mesolimbic [47], [48]. Tha na toraidhean againn a tha a ’sealltainn gu bheil DRD2 na thargaid ùr-nodha de Cdk5 a’ toirt sealladh a bharrachd do dh ’atharrachaidhean atharrachail an t-siostam dopamine mar fhreagairt air nochdaidhean dhrogaichean cronail air sgàth an ath-riaghladh ΔFosB-meadhanaichte de Cdk5 a dh’ fhaodadh àrdachadh tonic ann am fosphorylation DRD2 . A bharrachd air an sin, tha fios gu bheil DRD2 a ’toirt buaidh air grunn phròiseasan cealla, a’ gabhail a-steach riaghladh slighean cAMP agus MAP kinase agus tachartasan tar-sgrìobhaidh sìos an abhainn [42], [49]. Mar sin, is dòcha nach e a-mhàin gu bheil na co-dhùnaidhean san sgrùdadh seo a ’nochdadh riaghladh dìreach de DRD2 le Cdk5 ach cuideachd a’ toirt sealladh ùr dhut air freagairtean atharrachail siostam dopamine gu foillseachadh dhrogaichean cronach.

Cuibhreannan Ùghdar

Chruthaich agus dhealbhaich na deuchainnean: JJ YUP DH SKP. Rinn e na deuchainnean: JJ YUP DKK YK. Mion-sgrùdadh air an dàta: JJ YUP DKK SL YK SAL HL YSG DH SKP. Ath-bheachdan / stuthan / innealan sgrùdaidh co-cheangailte: YHS. Sgrìobh am pàipear: JJ SKP.

iomraidhean

  1. 1. Gabhadairean dopamine Missale C, Nash SR, Robinson SW, Jaber M, Caron MG (1998): bho structar gu gnìomh. Physiol Rev 78: 189 - 225.
  2. 2. RA glic (2002) Cuairteachadh duais eanchainn: seallaidhean bho bhrosnachaidhean gun chead. Neuron 36: 229 - 240. doi: 10.1016 / s0896-6273 (02) 00965-0
  3. Seall an artaigil
  4. PubMed / NCBI
  5. Google Scholar
  6. Seall an artaigil
  7. PubMed / NCBI
  8. Google Scholar
  9. Seall an artaigil
  10. PubMed / NCBI
  11. Google Scholar
  12. Seall an artaigil
  13. PubMed / NCBI
  14. Google Scholar
  15. Seall an artaigil
  16. PubMed / NCBI
  17. Google Scholar
  18. Seall an artaigil
  19. PubMed / NCBI
  20. Google Scholar
  21. Seall an artaigil
  22. PubMed / NCBI
  23. Google Scholar
  24. Seall an artaigil
  25. PubMed / NCBI
  26. Google Scholar
  27. Seall an artaigil
  28. PubMed / NCBI
  29. Google Scholar
  30. Seall an artaigil
  31. PubMed / NCBI
  32. Google Scholar
  33. Seall an artaigil
  34. PubMed / NCBI
  35. Google Scholar
  36. Seall an artaigil
  37. PubMed / NCBI
  38. Google Scholar
  39. Seall an artaigil
  40. PubMed / NCBI
  41. Google Scholar
  42. Seall an artaigil
  43. PubMed / NCBI
  44. Google Scholar
  45. Seall an artaigil
  46. PubMed / NCBI
  47. Google Scholar
  48. Seall an artaigil
  49. PubMed / NCBI
  50. Google Scholar
  51. Seall an artaigil
  52. PubMed / NCBI
  53. Google Scholar
  54. Seall an artaigil
  55. PubMed / NCBI
  56. Google Scholar
  57. Seall an artaigil
  58. PubMed / NCBI
  59. Google Scholar
  60. Seall an artaigil
  61. PubMed / NCBI
  62. Google Scholar
  63. Seall an artaigil
  64. PubMed / NCBI
  65. Google Scholar
  66. Seall an artaigil
  67. PubMed / NCBI
  68. Google Scholar
  69. Seall an artaigil
  70. PubMed / NCBI
  71. Google Scholar
  72. Seall an artaigil
  73. PubMed / NCBI
  74. Google Scholar
  75. Seall an artaigil
  76. PubMed / NCBI
  77. Google Scholar
  78. Seall an artaigil
  79. PubMed / NCBI
  80. Google Scholar
  81. Seall an artaigil
  82. PubMed / NCBI
  83. Google Scholar
  84. Seall an artaigil
  85. PubMed / NCBI
  86. Google Scholar
  87. Seall an artaigil
  88. PubMed / NCBI
  89. Google Scholar
  90. Seall an artaigil
  91. PubMed / NCBI
  92. Google Scholar
  93. Seall an artaigil
  94. PubMed / NCBI
  95. Google Scholar
  96. Seall an artaigil
  97. PubMed / NCBI
  98. Google Scholar
  99. Seall an artaigil
  100. PubMed / NCBI
  101. Google Scholar
  102. Seall an artaigil
  103. PubMed / NCBI
  104. Google Scholar
  105. Seall an artaigil
  106. PubMed / NCBI
  107. Google Scholar
  108. Seall an artaigil
  109. PubMed / NCBI
  110. Google Scholar
  111. Seall an artaigil
  112. PubMed / NCBI
  113. Google Scholar
  114. Seall an artaigil
  115. PubMed / NCBI
  116. Google Scholar
  117. Seall an artaigil
  118. PubMed / NCBI
  119. Google Scholar
  120. Seall an artaigil
  121. PubMed / NCBI
  122. Google Scholar
  123. Seall an artaigil
  124. PubMed / NCBI
  125. Google Scholar
  126. Seall an artaigil
  127. PubMed / NCBI
  128. Google Scholar
  129. Seall an artaigil
  130. PubMed / NCBI
  131. Google Scholar
  132. Seall an artaigil
  133. PubMed / NCBI
  134. Google Scholar
  135. Seall an artaigil
  136. PubMed / NCBI
  137. Google Scholar
  138. Seall an artaigil
  139. PubMed / NCBI
  140. Google Scholar
  141. Seall an artaigil
  142. PubMed / NCBI
  143. Google Scholar
  144. 3. Comharradh gabhadair dopamine Neve KA, Seamans JK, Trantham-Davidson H (2004). J Gabh ri Transduct Signal Res 24: 165 - 205. doi: 10.1081 / lrst-200029981
  145. 4. Amar S, Shaltiel G, Mann L, Shamir A, Dean B, et al. (2008) Com-pàirt a dh’fhaodadh a bhith ann de phàirtean comharran gabhadair D2 post-dopamine ann am pathophysiology sgitsophrenia. Int J Neuropsychopharmacol 11: 197 - 205. doi: 10.1017 / s1461145707007948
  146. 5. Caine SB, Negus SS, Mello NK, Patel S, Bristow L, et al. (2002) Dreuchd gabhadairean coltach ri dopamine D2 ann am fèin-rianachd cocaine: sgrùdaidhean le luchagan mutant gabhadair D2 agus antagonists gabhadair D2 nobhail. J Neurosci 22: 2977 - 2988.
  147. 6. Lee S, Jeong J, Park YU, Kwak Y, Lee SA, et al. (2012) Bidh Valproate ag atharrachadh comharran dopamine ann an co-cheangal ri inntrigeadh abairt pròtain Par-4. PLoS One 7: e45618. doi: 10.1371 / journal.pone.0045618
  148. 7. Fishburn CS, Elazar Z, Fuchs S (1995) Eadar-dhealachadh glycosylation agus malairt intracellular airson isoform fada agus goirid an gabhadair dopamine D2. J Biol Chem 270: 29819 - 29824. doi: 10.1074 / jbc.270.50.29819
  149. 8. Leughadair TA, Molina-Holgado E, Lima L, Boulianne S, Dewar KM (1992) Ceangal raclopride sònraichte [3H] ri gabhadairean D2 neostriatal dopamine: dreuchd bhuidhnean disulfide agus sulfhydryl. Res Neurochem 17: 749 - 759. doi: 10.1007 / bf00969008
  150. 9. Ng GY, O'Dowd BF, Caron M, Dennis M, Brann MR, et al. (1994) Phosphorylation agus palmitoylation den gabhadair dopamine D2L daonna ann an ceallan Sf9. J Neurochem 63: 1589 - 1595. doi: 10.1046 / j.1471-4159.1994.63051589.x
  151. 10. Modaladh Li M, Bermak JC, Wang ZW, Zhou QY (2000) Comharradh gabhadair dopamine D (2) le pròtain ceangailteach actin (ABP-280). Mol Pharmacol 57: 446 - 452.
  152. 11. Cho D, Zheng M, Min C, Ma L, Kurose H, et al. (2010) Endocytosis a tha air a bhrosnachadh le agonist agus fosphorylation gabhadair ath-riochdachadh meadhain gabhadairean dopamine D (2). Mol Endocrinol 24: 574 - 586. doi: 10.1210 / me.2009-0369
  153. 12. Tha Tsai LH, Delalle I, Caviness VS Jr, Chae T, Harlow E (1994) p35 na fho-ionad riaghlaidh a tha sònraichte do neural de kinase 5 a tha an urra ri cyclin. Nàdar 371: 419 - 423. doi: 10.1038 / 371419a0
  154. 13. Dhavan R, Tsai LH (2001) Deichead de CDK5. Nat Rev Mol Cell Biol 2: 749 - 759. doi: 10.1038 / 35096019
  155. 14. Tha Fu AK, Ip NY (2007) Cyclin-eisimeil kinase 5 a ’ceangal lùban extracellular gu actin cytoskeleton rè leasachadh dendritic spine. Cell Adh Migr 1: 110 - 112. doi: 10.4161 / cam.1.2.4617
  156. 15. Tha gnìomhachadh Wang J, Liu S, Fu Y, Wang JH, Lu Y (2003) Cdk5 a ’toirt a-steach bàs cealla CA1 hippocampal le bhith a’ cur gabhadairean NMDA fosphorylating gu dìreach. Nat Neurosci 6: 1039 - 1047. doi: 10.1038 / nn1119
  157. 16. Bidh Zhang S, Edelmann L, Liu J, Crandall JE, Morabito MA (2008) Cdk5 a ’riaghladh fosphorylation tyrosine 1472 NR2B agus abairt uachdar gabhadairean NMDA. J Neurosci 28: 415 - 424. doi: 10.1523 / jneurosci.1900-07.2008
  158. 17. Moy LY, Tsai LH (2004) Cyclin-eisimeil kinase 5 phosphorylates serine 31 de tyrosine hydroxylase agus a ’riaghladh a seasmhachd. J Biol Chem 279: 54487 - 54493. doi: 10.1074 / jbc.m406636200
  159. 18. Bibb JA, Snyder GL, Nishi A, Yan Z, Meijer L, et al. (1999) Tha fosphorylation de DARPP-32 le Cdk5 ag atharrachadh comharran dopamine ann an neurons. Nàdar 402: 669 - 671.
  160. 19. Bibb JA, Chen J, Taylor JR, Svenningsson P, Nishi A, et al. (2001) Tha buaidhean foillseachadh cronail air cocaine air an riaghladh leis a ’phròtain neuronal Cdk5. Nàdar 410: 376 - 380.
  161. 20. Ohshima T, Ogawa M, Veeranna, Hirasawa M, Longenecker G, et al. (2001) Tabhartasan synergistic de kinase 5 / p35 a tha an urra ri cyclin agus Reelin / Dab1 gu suidheachadh neurons cortical anns an eanchainn luch a tha a ’leasachadh. Proc Natl Acad Sci USA 98: 2764 - 2769. doi: 10.1073 / pnas.051628498
  162. 21. Morabito MA, Sheng M, Tsai LH (2004) Cyclin-eisimeil kinase 5 fosphorylates fearann ​​N-terminal den phròtain dùmhlachd postynaptic PSD-95 ann an neurons. J Neurosci 24: 865 - 876. doi: 10.1523 / jneurosci.4582-03.2004
  163. 22. Park SK, Nguyen MD, Fischer A, Luke MP, Affar el B, et al. (2005) Tha Par-4 a ’ceangal comharran dopamine agus trom-inntinn. Cell 122: 275 - 287. doi: 10.1016 / j.cell.2005.05.031
  164. 23. Niethammer M, Smith DS, Ayala R, Peng J, Ko J, et al. (2000) Tha NUDEL na substrate nobhail Cdk5 a tha a ’ceangal ri LIS1 agus dynein cytoplasmic. Neuron 28: 697 - 711. doi: 10.1016 / s0896-6273 (00) 00147-1
  165. 24. Kim KM, Valenzano KJ, Robinson SR, Yao WD, Barak LS, et al. (2001) Riaghladh eadar-dhealaichte de na gabhadairean dopamine D2 agus D3 le kinases gabhadair pròtain G agus beta-arrestins. J Biol Chem 276: 37409 - 37414. doi: 10.1074 / jbc.m106728200
  166. 25. Waldhoer M, Bofill-Cardona E, Milligan G, Freissmuth M, Nanoff C (1998) Neo-cheangal eadar-dhealaichte de gabhadairean A1 adenosine agus D2 dopamine le suramin agus suramin didemethylated (NF037). Mol Pharmacol 53: 808 - 818.
  167. 26. Bofill-Cardona E, Kudlacek O, Yang Q, Ahorn H, Freissmuth M, et al. (2000) Bidh ceangal calmodulin ris an gabhadair D2-dopamine a ’lughdachadh comharran gabhadain le bhith a’ cur an grèim tionndadh pròtain G an grèim. J Biol Chem 275: 32672 - 32680. doi: 10.1074 / jbc.m002780200
  168. 27. Liosta SJ, Seeman P (1981) Fuasgladh phàirtean gabhadair dopamine agus serotonin de spiperone [3H] ceangailte ri roinnean eanchainn radan. Proc Natl Acad Sci USA 78: 2620 - 2624. doi: 10.1073 / pnas.78.4.2620
  169. 28. Gardner B, Strange PG (1998) Gnìomh agonist aig gabhadairean dopamine D2 (fada): ceangal ligand agus measaidhean gnìomh. Br J Pharmacol 124: 978 - 984. doi: 10.1038 / sj.bjp.0701926
  170. 29. Seeman P, Tallerico T, Ko F (2003) Tha dopamine a ’gluasad [3H] domperidone bho làraich àrd-dàimh den gabhadair dopamine D2, ach chan e [3H] raclopride no [3H] spiperone ann am meadhan isotonic: Buaidh airson tomagrafaireachd sgaoilidh positron daonna. Synapse 49: 209 - 215. doi: 10.1002 / syn.10232
  171. 30. Obenauer JC, Cantley LC, Yaffe MB (2003) Scansite 2.0: Ro-aithris air feadh pròtain air eadar-obrachaidhean comharran cealla a ’cleachdadh motifan sreath ghoirid. Aigéid Nucleic Res 31: 3635 - 3641. doi: 10.1093 / nar / gkg584
  172. 31. Liu H, Sadygov RG, Yates JR 3rd (2004) Modail airson samplachadh air thuaiream agus tuairmse air pailteas pròtain coimeasach ann am proteomics gunna-gunna. Chem anal 76: 4193 - 4201. doi: 10.1021 / ac0498563
  173. 32. Ito K, Haga T, Lameh J, Sadee W (1999) Tha sìolachadh gabhadairean dopamine D2 an urra ri co-chothromachadh kinases gabhadair le pròtain G 2 no 5. Eur J Biochem 260: 112 - 119. doi: 10.1046 / j.1432-1327.1999.00125.x
  174. 33. Tha Namkung Y, Sibley DR (2004) Protein kinase C a ’meadhanachadh fosphorylation, desensitization, agus malairt an gabhadair dopamine D2. J Biol Chem 279: 49533 - 49541. doi: 10.1074 / jbc.m408319200
  175. 34. Wong AS, Lee RH, Cheung AY, Yeung PK, Chung SK, et al. (2011) Tha feum air fosphorylation Cdk5-meadhanaichte de endophilin B1 airson autophagy brosnaichte ann am modalan de ghalar Pharkinson. Nat Cell Biol 13: 568 - 579. doi: 10.1038 / ncb2217
  176. 35. Kesavapany S, Lau KF, McLoughlin DM, Brownlees J, Ackerley S, et al. (2001) p35 / cdk5 a ’ceangal agus a’ fosphorylates beta-catenin agus a ’riaghladh eadar-obrachadh beta-catenin / presenilin-1. Eur J Neurosci 13: 241 - 247. doi: 10.1046 / j.1460-9568.2001.01376.x
  177. 36. Kuhar MJ, Ritz MC, Boja JW (1991) Beachd-smuain dopamine air feartan neartachaidh cocaine. Gluasadan Neurosci 14: 299 - 302. doi: 10.1016 / 0166-2236 (91) 90141-g
  178. 37. Volkow ND, Fowler JS, Wolf AP, Schlyer D, Shiue CY, et al. (1990) Buaidhean droch dhìol cocaine air gabhadairean dopamine postynaptic. Am J Psychiatry 147: 719 - 724.
  179. 38. Dalley JW, Fryer TD, Brichard L, Robinson ES, Theobald DE, et al. (2007) Bidh gabhadairean niuclas accumbens D2 / 3 a ’ro-innse impulsivity trait agus daingneachadh cocaine. Saidheans 315: 1267 - 1270. doi: 10.1126 / saidheans.1137073
  180. 39. Nader MA, Morgan D, Gage HD, Nader SH, Calhoun TL, et al. (2006) Ìomhaigh PET de gabhadairean dopamine D2 aig àm fèin-rianachd cocaine cronail ann am muncaidhean. Nat Neurosci 9: 1050 - 1056. doi: 10.1038 / nn1737
  181. 40. Robinson TE, Kolb B (1997) Mion-atharrachaidhean structarail seasmhach ann an niuclas accumbens agus neurons cortex prefrontal air an toirt gu buil le eòlas roimhe le amphetamine. J Neurosci 17: 8491 - 8497.
  182. 41. Robinson TE, Kolb B (1999) Atharrachaidhean ann am morf-eòlas dendrites agus spìcean dendritic anns na nucleus accumbens agus cortex prefrontal às deidh làimhseachadh a-rithist le amphetamine no cocaine. Eur J Neurosci 11: 1598 - 1604. doi: 10.1046 / j.1460-9568.1999.00576.x
  183. 42. McClung CA, Nestler EJ (2003) Riaghladh abairt gine agus duais cocaine le CREB agus DeltaFosB. Nat Neurosci 6: 1208 - 1215. doi: 10.1038 / nn1143
  184. 43. Feng J, Yan Z, Ferreira A, Tomizawa K, Liauw JA, et al. (2000) Bidh spinophilin a ’riaghladh cruthachadh agus gnìomh spìcean dendritic. Proc Natl Acad Sci USA 97: 9287 - 9292. doi: 10.1073 / pnas.97.16.9287
  185. 44. Prange O, Murphy TH (2001) Còmhdhail modular de chlàran postynaptic dùmhlachd-95 agus co-cheangal ri ro-ruithear spine seasmhach rè leasachadh tràth de neurons cortical. J Neurosci 21: 9325 - 9333.
  186. 45. Murase S, Mosser E, Schuman EM (2002) Bidh ìsleachadh a ’draibheadh ​​beta-Catenin gu spìcean neuronal a’ brosnachadh atharrachaidhean ann an structar agus gnìomh synaptic. Neuron 35: 91 - 105. doi: 10.1016 / s0896-6273 (02) 00764-x
  187. 46. Hayashi ML, Choi SY, Rao BS, Jung HY, Lee HK, et al. (2004) Morf-eòlas synaptic cortical atharraichte agus daingneachadh cuimhne lag ann an luchagan transgenic PAK ceannasach-àicheil sònraichte forebrain. Neuron 42: 773 - 787. doi: 10.1016 / j.neuron.2004.05.003
  188. 47. Benavides DR, Quinn JJ, Zhong P, Hawasli AH, DiLeone RJ, et al. (2007) Bidh Cdk5 ag atharrachadh duais cocaine, brosnachadh, agus excitability neuron striatal. J Neurosci 27: 12967 - 12976. doi: 10.1523 / jneurosci.4061-07.2007
  189. 48. Meyer DA, Richer E, Benkovic SA, Hayashi K, Kansy JW, et al. (2008) Bidh dysregulation striatal de Cdk5 ag atharrachadh freagairtean locomotor gu cocaine, ionnsachadh motair, agus morf-eòlas dendritic. Proc Natl Acad Sci USA 105: 18561 - 18566. doi: 10.1073 / pnas.0806078105
  190. 49. Impey S, Obrietan K, Storm DR (1999) A ’dèanamh cheanglaichean ùra: àite comharran kinase ERK / MAP ann am plastachd neuronal. Neuron 23: 11 - 14. doi: 10.1016 / s0896-6273 (00) 80747-3