O Papel da ABHD6 na Regulação dos AMPAR
Analisando como a ABHD6 afeta a função do AMPAR e a transmissão de sinais no cérebro.
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Índice
No cérebro, certas proteínas chamadas receptores de ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol-propiónico (AMPARs) ajudam a transmitir sinais rapidão. Esses receptores são feitos de blocos de construção diferentes conhecidos como subunidades. A força dos sinais que esses receptores mandam depende de quantos deles estão presentes e quão rápido eles conseguem responder. Quando os AMPARs são ativados, eles deixam íons fluírem, o que pode mudar o estado elétrico da célula nervosa perto. Esse processo é crucial pra comunicação rápida no cérebro.
Os AMPARs reagem rápido, ligando e desligando em apenas alguns milissegundos. Essa ação rápida maximiza a velocidade e a precisão dos sinais no sistema nervoso, ajudando o cérebro a processar informações rapidão. Mas, se esses receptores não funcionam direito, pode dar ruim no cérebro, resultando em condições como a doença de Alzheimer, epilepsia e outros distúrbios neurológicos.
Subunidades Auxiliares e Seu Papel
Além das subunidades principais, tem proteínas auxiliares, conhecidas como subunidades auxiliares, que interagem com os AMPARs e podem mudar seu comportamento. Uma dessas proteínas auxiliares se chama TARP γ-2. Ela ajuda os AMPARs a trabalharem melhor, aumentando a capacidade deles de se ligar a outras moléculas, ajudando eles a ficarem na superfície da célula e desacelerando a rapidez com que perdem sua eficácia. Outras proteínas, como a CNIH-2, também podem influenciar os AMPARs, mas de maneiras diferentes.
A variedade dessas proteínas auxiliares é importante porque elas podem afetar como os AMPARs se comportam, dependendo dos tipos e quantidades dessas proteínas presentes. Isso cria uma interação complexa que pode influenciar quão bem os receptores funcionam e, consequentemente, como os sinais são transmitidos no cérebro.
ABHD6: Uma Proteína Chave
ABHD6 é outra proteína que desempenha um papel em como os AMPARs funcionam. Ela era conhecida inicialmente por regular os níveis de certos lipídios no cérebro, que são importantes pra sinalização. Pesquisas mostraram que a ABHD6 também pode afetar os AMPARs. Quando a ABHD6 está presente em altas quantidades, ela pode reduzir a eficácia dos AMPARs, diminuindo a força dos sinais que eles mandam. Isso acontece sem mudar a quantidade total de AMPARs presentes, mas diminuindo o número que pode transmitir sinais de forma eficaz.
Estudos descobriram que a ABHD6 pode prender os AMPARs numa forma que impede eles de se agruparem corretamente, o que é necessário pra sinalização eficaz. Isso significa que, enquanto os AMPARs podem ainda estar presentes, eles não estão funcionando no seu máximo potencial, afetando como os sinais são processados no cérebro.
O Efeito da ABHD6
Os pesquisadores queriam entender melhor como a ABHD6 afeta os AMPARs. Eles olharam especificamente se essa proteína muda a rapidez com que os AMPARs podem responder e quanto tempo leva pra eles voltarem ao estado de repouso depois de serem ativados. Ao examinar diferentes tipos de subunidades de AMPARs, os pesquisadores puderam ver como a ABHD6 interage com elas.
Nos testes, quando células contendo AMPARs foram expostas à ABHD6, os pesquisadores observaram uma diminuição significativa na força das correntes geradas pelos AMPARs. Isso aconteceu independentemente do tipo de AMPAR sendo estudado, indicando que o efeito da ABHD6 é amplo e não limitado a um tipo específico de receptor.
Testando Diferentes Variantes
Pra ver como a ABHD6 afeta vários AMPARs, os pesquisadores testaram várias variantes de AMPARs que diferiam na sua estrutura. Olhando pra esses diferentes tipos, eles puderam determinar se a ABHD6 impacta alguns mais do que outros. Descobriu-se que a ABHD6 reduziu as correntes geradas por todos os tipos de AMPARs testados. Isso mostra que seu efeito é consistente em várias formas de AMPARs, destacando seu papel significativo na regulação desses receptores.
Usando proteínas auxiliares como a TARP γ-2 em combinação com a ABHD6, os pesquisadores conseguiram observar que a ABHD6 poderia acelerar a rapidez com que os AMPARs se desativam e se tornam dessensibilizados depois de serem ativados. Geralmente, a TARP γ-2 desacelera esses processos, mas com a ABHD6 presente, o oposto foi observado. Isso significa que a ABHD6 pode modificar como os AMPARs agem mesmo na presença de outras proteínas que normalmente ajudam a desacelerar sua resposta.
Efeitos nos AMPARs Homoméricos e Heteroméricos
O estudo visava olhar tanto os AMPARs homoméricos, que consistem no mesmo tipo de subunidade, quanto os AMPARs heteroméricos, feitos de subunidades diferentes. Os resultados mostraram que a ABHD6 leva a uma desativação e dessensibilização mais rápidas dos AMPARs quando estão ligados à TARP γ-2, exceto em alguns casos específicos envolvendo certas variantes.
Quando os pesquisadores usaram as formas combinadas de AMPARs e TARP γ-2, eles descobriram que a ABHD6 mudou como esses receptores responderam. Isso significa que as combinações específicas de receptores e proteínas auxiliares podem impactar bastante como eles funcionam juntos.
Recuperação da Dessensibilização
Outro fator importante em como os AMPARs funcionam é quão rápido eles conseguem se recuperar de se tornarem dessensibilizados após serem ativados. A pesquisa revelou que enquanto a TARP γ-2 ajuda os AMPARs a se recuperarem mais rápido, a ABHD6 desacelera esse processo, particularmente para combinações específicas de AMPARs e TARP γ-2.
Esse tempo de recuperação mais lento indica que a ABHD6 não só afeta quão rápido os AMPARs respondem, mas também quão bem eles conseguem se recuperar depois de serem estimulados. Isso pode ter implicações significativas para como os sinais são transmitidos no cérebro, especialmente durante ativações prolongadas.
Conclusão
Em resumo, o estudo destaca o papel essencial da ABHD6 na regulação dos AMPARs. Ao diminuir a eficácia desses receptores, a ABHD6 pode impactar significativamente como os sinais são transmitidos no cérebro. A interação entre ABHD6, AMPARs e proteínas auxiliares como a TARP γ-2 cria uma teia complexa de interações que, no fim das contas, molda a função cerebral.
Entender essas interações é crucial pra sacar como o cérebro sinaliza e se comunica, especialmente à medida que olhamos mais a fundo em como esses mecanismos podem estar envolvidos em vários distúrbios neurológicos. Pesquisas futuras podem explorar como alterar esses processos pode levar a novos tratamentos pra condições que surgem de problemas na transmissão de sinais no cérebro.
Título: α/β-Hydrolase domain-containing 6 (ABHD6) accelerates the desensitization and deactivation of TARP γ-2-containing AMPA receptors
Resumo: AMPA receptors (AMPARs) mediate most of the fast excitatory synaptic transmission in mammalian brain. Their efficacy in responding to presynaptic glutamate release depends on their kinetics, which are determined by AMPARs and their auxiliary subunit composition. /{beta}-Hydrolase domain-containing 6 (ABHD6) is an AMPAR auxiliary subunit that has been shown to negatively regulate the surface delivery of AMPARs and AMPAR-mediated currents. Overexpression of ABHD6 decreased the rising slope and increased the decay {tau} of mEPSCs. However, whether ABHD6 is involved in regulating AMPAR kinetics remains unclear. Here, we found that ABHD6 per se had no effects on the gating kinetics of GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors. However, in the presence of the auxiliary subunit TARP {gamma}-2, ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of either GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors independent of their splicing isoforms (flip and flop) and the editing isoforms of GluA2 (R or G at position 764), except the deactivation of GluA2(Q)i-G isoform. Besides, the recovery from desensitization of GluA1 with flip splicing isoform was slowed by the co-expression of ABHD6 in the presence of TARP {gamma}-2. Furthermore, the ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of GluA1i/GluA2(R)i-G heteromeric receptors in the presence of TARP {gamma}-2. Therefore, these results demonstrate that ABHD6 regulates AMPAR gating kinetics in a TARP {gamma}-2-dependent manner. SIGNIFICANCE STATEMENTThe efficacy of AMPARs in responding to presynaptic glutamate release depends on their kinetics, including deactivation, desensitization, and recovery from desensitization, which are determined by AMPARs and their auxiliary subunit composition. Using ultra-fast application of glutamate and outside-out patch recordings, we found that, in the presence of the auxiliary subunit TARP {gamma}-2, ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of GluA1i/GluA2(R)i-G heteromeric receptors and GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors independent of their splicing isoforms (flip and flop) and the editing isoforms of GluA2 (R or G at position 764), except the deactivation of GluA2(Q)i-G isoform. These results demonstrate that ABHD6 regulates AMPAR gating kinetics in a TARP {gamma}-2-dependent manner.
Autores: Chen Zhang, R. Cong, H. Li, H. Yang, J. Gu, S. Wang, X. Guan, T. Su, Y. Zheng, D. Wang, X. Chen, L. Yang, Y. S. Shi, M. Wei
Última atualização: 2024-06-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599978
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599978.full.pdf
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