Expression and function of PSD-93 isoforms in hippocampal synapses

Die Informationsverarbeitung im Gehirn basiert darauf, dass sich die synaptischen Verbindungen zwischen den Nervenzellen in ihrer Stärke ständig anpassen können. Die Stärke der exzitatorischen Synapsen im Hippocampus hängt von der Anzahl der AMPA Rezeptoren (AMPARs) in der postsynaptischen Verdichtung (PSD) ab. PSD-95 ist das prototypische Ankerprotein in der PSD, dem eine wichtige Rolle für die Funktion von AMPARs zugesprochen wird. PSD-95 gehört zu der Proteinfamilie der PSD-MAGUKs, zu der auch die Proteine SAP97, SAP102 und PSD-93 gehören. Die PSD-MAGUKs haben die gleiche Abfolge von Proteindomänen, existieren aber in unterschiedlichen Isoformen, die sich in der N-terminalen Aminosäuresequenz unterscheiden. Es wurde zuvor gezeigt, dass diese N-terminalen Unterschiede die Funktion von PSD-95 und SAP97 diktieren. PSD-93 existiert in sechs unterschiedlichen Isoformen. Die alpha1, alpha2 und beta-Isoformen sind analog zu den alpha- und beta-Isoformen von PSD-95 und SAP97. Zusätzlich hat PSD-93 drei Isoformen, die einzigartig unter den PSD-MAGUKs sind, und die bisher nicht analysiert wurden. In der vorliegenden Arbeit wurde das Expressionsmuster der PSD-93 Isoformen im Hippocampus analysiert und ihre Funktion mit Hilfe von Elektrophysiologie charakterisiert. Mit Massenspektrometrie und Western Blotting konnten PSD-93beta, gamma1, delta sowie eine oder beide alpha-Isoformen im Hippocampus nachgewiesen werden, wobei die alpha-Isoformen am Stärksten exprimiert sind. Überexpressionsstudien in den CA1-Pyramidenzellen in Schnittkulturen vom Hippocampus ergaben, dass nur PSD-93delta und epsilon AMPAR EPSCs um 50-100% erhöhen und somit einen ähnlichen Phenotyp wie die alpha-Isoformen von PSD-95 und SAP97 haben. Obwohl das N-terminale alpha-Exon von PSD-93 sich prinzipiell wie ein klassisches alpha-Exon verhält, kann es die alpha-Funktion nicht ausüben, weil der PSD-93 N-terminus eine Sequenz enthält, die inhibitorisch auf das alpha-Exon wirkt. Da PSD-93delta und epsilon lediglich 11% der PSD-95 Expressionslevel ausmachen ist es nicht verwunderlich, dass der Verlust von PSD-95 durch RNA Interferenz, jedoch nicht der Verlust von PSD-93, die basale synaptische Transmission beeinträchtigen. Sowohl PSD-93beta als auch PSD-93delta, jedoch nicht die anderen PSD-93 Isoformen, reagierten auf Aktivitätsveränderungen in der Schnittkultur. Es ist daher möglich, dass die Rolle der PSD-MAGUKs in Plastizität nicht, wie zuvor vermutet, auf die beta-Isoformen limitiert ist, sondern dass auch PSD-93delta für Plastizitätsmechanismen verantwortlich ist.

Author dc:creator

• Krüger, Juliane Marie

Contributors dc:contributor

• Schlüter, Oliver Dr. Dr.
• Brose, Nils Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• PSD-MAGUK
• postsynaptische Verdichtung
• Glutamat
• Rezeptor
• exzitatorische Synapse
• PSD-93
• Elektrophysiology
• Hippocampus
• Synaptische Plastizität
• Postsynaptic density
• glutamate
• receptors
• excitatory synapses
• electrophysiology
• synaptic plasticity
• 42.15
• WA 000: Biologie

Licence

• https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-376
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2576-4
webdoc-2576
73789671X

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ADB6-3