Экспрессия пальмитилтрансфераз в структурах мозга мышей с генетически детерминированной предрасположенностью к депрессивно-подобному поведению


https://doi.org/10.18699/VJ18.399

Полный текст:


Аннотация

Большинство сопряженных с G-белками мембранных рецепторов подвергается различным посттрансляционным модификациям. Среди таких модификаций – осуществляемое специализированны­ми ферментами пальмитилтрансферазами S-пальмитилирование. Оно представляет собой ковалентное присоединение длинной цепи жирной кислоты пальмитата к цистеиновым аминокислотным остаткам. Пальмитилирование может существенно влиять на функцию рецепторов, сопряженных с G-белками, модифицируя их стабильность, транспортировку и функциональную активность. Очевидно, что нарушения в работе этого класса рецепторов могут приводить к возникновению самых разнообразных психопатологий, включая депрессию. Тем не менее в настоящее время связи между пальмитилтрансферазами и депрессивно-подобным поведением не установлено. Нет данных и о регион-специфических особенностях экспрессии пальмитилтрансфераз в структурах мозга. В настоящей работе исследована экспрессия пальмитил­трансфераз ZDHHC5, ZDHHC9 и ZDHHC21 в структурах мозга мышей линии ASC с генетической предрасположенностью к депрессивно-подобному поведению по сравнению с мышами роди­тельской линии СВА, у которых не наблюдается депрессивно-по­добного поведения. Продемонстрированы регион-специфические особенности при иммунодетекции белков пальмитилтрансфераз. При детекции белка ZDHHC5 в среднем мозге выявлено две полосы массой 75 и 55 кДа. При иммунодетекции белка ZDHHC21 обнаружено две полосы: первая массой 27 кДа во фронтальной коре и среднем мозге, тогда как в гиппокампе антитела визуализировали полосу белка массой 32 кДа. При иммунодетекции белка ZDHHC9 выявлено по две полосы белка в среднем мозге и гиппокампе: первая полоса массой 46 кДа, вторая – 41 кДа. Однако мыши линии ASC практически не отличались от мышей СВА по экспрессии исследуемых пальмитилтрансфераз. Таким образом, нами впервые показаны регион-специфические особенности экспрессии исследованных пальмитилтрансфераз в структурах мозга. В то же время установлено, что генетически детерминированное депрессивноподобное поведение у мышей линии ASC не связано с изменениями экспрессии пальмитилтрансфераз ZDHHC5, ZDHHC9 и ZDHHC21.


Об авторах

Е. М. Кондаурова
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Россия
Новосибирск


Т. В. Ильчибаева
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Новосибирск


А. С. Цыбко
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Новосибирск


Е. Г. Понимаскин
Институт клеточной нейрофизиологии, Высшая медицинская школа Ганновера
Германия
Ганновер


В. С. Науменко
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук
Россия
Новосибирск


Список литературы

1. Alperina E.L., Kulikov A.V., Popova N.K., Idova G.V. Immnune response in mice of a new strain ASC (antidepressant-sensitive catalepsy). Byulleten Eksperimentalnoy Biologii i Meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2007; 144(8):188-190. (in Russian)

2. Badawy S.M.M., Okada T., Kajimoto T., Ijuin T., Nakamura S.I. DHHC5-mediated palmitoylation of S1P receptor subtype 1 determines G-protein coupling. Sci. Rep. 2017;7(1):16552. DOI 10.1038/s41598-017-16457-4.

3. Bazovkina D.V., Kulikov A.V., Kondaurova E.M., Popova N.K. Selection for the predisposition to catalepsy enhances depressive-like traits in mice. Genetika = Genetics (Moscow). 2005; 41(9):12221228. (in Russian)

4. Beard R.S.Jr., Yang X., Meegan J.E., Overstreet J.W., Yang C.G., Elliott J.A., Reynolds J.J., Cha B.J., Pivetti C.D., Mitchell D.A., Wu M.H., Deschenes R.J., Yuan S.Y. Palmitoyl acyltransferase DHHC21 mediates endothelial dysfunction in systemic inflammatory response syndrome. Nat. Commun. 2016;7(12823). DOI 10.1038/ncomms12823.

5. Brigidi G.S., Santyr B., Shimell J., Jovellar B., Bamji S.X. Activity-regulated trafficking of the palmitoyl-acyl transferase DHHC5. Nat. Commun. 2015;6(8200). DOI 10.1038/ncomms9200.

6. Cho E., Park M. Palmitoylation in Alzheimer’s disease and other neurodegenerative diseases. Pharmacol. Res. 2016;111(133-151). DOI 10.1016/j.phrs.2016.06.008.

7. Duman R.S., Heninger G.R., Nestler E.J. A molecular and cellular theory of depression. Arch. Gen. Psychiatry. 1997;54(7):597-606.

8. Dutta D., Mandal C., Mandal C. Unusual glycosylation of proteins: Beyond the universal sequon and other amino acids. Biochim. Biophys. Acta. 2017;1861(12):3096-3108. DOI 10.1016/j.bbagen.2017.08.025.

9. Fukata Y., Fukata M. Protein palmitoylation in neuronal development and synaptic plasticity. Nat. Rev. Neurosci. 2010;11(3):161-175. DOI 10.1038/nrn2788.

10. Gorinski N., Ponimaskin E. Palmitoylation of serotonin receptors. Biochem. Soc. Trans. 2013;41(1):89-94. DOI 10.1042/BST20120235.

11. Harro J., Oreland L. Depression as a spreading neuronal adjustment disorder. Eur. Neuropsychopharmacol. 1996;6(3):207-223.

12. Jacobs B.L., Azmitia E.C. Structure and function of the brain serotonin system. Physiol. Rev. 1992;72(1):165-229.

13. Katkova L.E., Solenov E.I., Ivanova L.N. The role of protein kinase C in the formation of the mechanism of vasopressin antidiuretic action in the rat kidney during mammalian postnatal development. Ontogenez = Ontogenesis (Moscow). 2009;40(6):442-448. (in Russian)

14. Kondaurova E.M., Bazovkina D.V., Kulikov A.V., Popova N.K. Selective breeding for catalepsy changes the distribution of microsatelite D13Mit76 alleles linked to the 5-HT serotonin receptor gene in mice. Genes Brain Behav. 2006;5(8):596-601. DOI GBB212.

15. Kulikov A.V., Naumenko V.S., Voronova I.P., Tikhonova M.A., Popo¬va N.K. Quantitative RT-PCR assay of 5-HT1A and 5-HT2A serotonin receptor mRNAs using genomic DNA as an external standard. J. Neurosci. Meth. 2005;141(1):97-101. DOI S016502700400216X.

16. Li Y., Hu J., Hofer K., Wong A.M., Cooper J.D., Birnbaum S.G., Hammer R.E., Hofmann S.L. DHHC5 interacts with PDZ domain 3 of post-synaptic density-95 (PSD-95) protein and plays a role in learn¬ing and memory. J. Biol. Chem. 2010;285(17):13022-13031. DOI 10.1074/jbc.M109.079426.

17. Maes M., Meltzer H.Y. The serotonin hypothesis of major depression. Psychopharmacology: The Fourth Generation of Progress. Eds. E.E. Bloom, N.N. Kupfer. New York, 1995;933-944.

18. Naumenko V.S., Kondaurova E.M., Bazovkina D.V., Tsybko A.S., Tikhonova M.A., Kulikov A.V., Popova N.K. Effect of brain-derived neurotrophic factor on behavior and key members of the brain se¬rotonin system in genetically predisposed to behavioral disorders mouse strains. Neuroscience. 2012;214:59-67. DOI S0306-4522(12)00390-9.

19. Naumenko V.S., Kulikov A.V. Quantitative assay of 5-HT1A receptor gene expression in the brain. Molekulyarnaya Biologiya = Molecular Biology (Moscow). 2006;40(1):37-44. (in Russian)

20. Naumenko V.S., Osipova D.V., Kostina E.V., Kulikov A.V. Utilization of a two-standard system in real-time PCR for quantification of gene expression in the brain. J. Neurosci. Meth. 2008;170(2):197-203. DOI S0165-0270(08)00044-7.

21. Neumeister A., Wood S., Bonne O., Nugent A.C., Luckenbaugh D.A., Young T., Bain E.E., Charney D.S., Drevets W.C. Reduced hippocampal volume in unmedicated, remitted patients with major depres-sion versus control subjects. Biol. Psychiatry. 2005;57(8):935-937. DOI 10.1016/j.biopsych.2005.01.016.

22. Papoucheva E., Dumuis A., Sebben M., Richter D.W., Ponimaskin E.G. The 5-hydroxytryptamine(1A) receptor is stably palmitoylated, and acylation is critical for communication of receptor with Gi pro-tein. J. Biol. Chem. 2004;279(5):3280-3291. DOI 10.1074/jbc.M308177200.

23. Renner U., Glebov K., Lang T., Papusheva E., Balakrishnan S., Keller B., Richter D.W., Jahn R., Ponimaskin E. Localization of the mouse 5-hydroxytryptamine(1A) receptor in lipid microdomains depends on its palmitoylation and is involved in receptor-mediated signaling. Mol. Pharmacol. 2007;72(3):502-513. DOI 10.1124/mol.107.037085.

24. Ressler K.J., Mayberg H.S. Targeting abnormal neural circuits in mood and anxiety disorders: from the laboratory to the clinic. Nat. Neurosci. 2007;10(9):1116-1124. DOI 10.1038/nn1944.

25. Varki A. Biological roles of oligosaccharides: all of the theories are correct. Glycobiology. 1993;3(2):97-130.


Дополнительные файлы

Просмотров: 72

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)