آلفا-سینوکلئین - ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

SNCA
ساختارهای موجود
PDBجستجوی هم‌ساخت‌شناسی: PDBe RCSB
معین‌کننده‌ها
نام‌های دیگرSNCA, NACP, PARK1, PARK4, PD1, synuclein alpha
شناسه‌های بیرونیOMIM: 163890 MGI: 1277151 HomoloGene: 293 GeneCards: SNCA
هم‌ساخت‌شناسی
گونه‌هاانسانموش
Entrez
آنسامبل
یونی‌پروت
RefSeq (mRNA)

NM_001146054، NM_001146055، NM_007308، XM_011532203، XM_011532204، XM_011532205، XM_011532206، XM_011532207، NM_001375285، NM_001375286، NM_001375287، NM_001375288، NM_001375290، NR_164674، NR_164675، NR_164676، XM_047416097 NM_000345، NM_001146054، NM_001146055، NM_007308، XM_011532203، XM_011532204، XM_011532205، XM_011532206، XM_011532207، NM_001375285، NM_001375286، NM_001375287، NM_001375288، NM_001375290، NR_164674، NR_164675، NR_164676، XM_047416097

NM_009221 NM_001042451، NM_009221

RefSeq (پروتئین)

NP_001139526، NP_001139527، NP_009292، XP_011530505، XP_011530506، XP_011530507، XP_011530508، XP_011530509، XP_016864052، NP_001362214، NP_001362215، NP_001362216، NP_001362217، NP_001362219 NP_000336، NP_001139526، NP_001139527، NP_009292، XP_011530505، XP_011530506، XP_011530507، XP_011530508، XP_011530509، XP_016864052، NP_001362214، NP_001362215، NP_001362216، NP_001362217، NP_001362219

NP_033247 NP_001035916، NP_033247

موقعیت (UCSC)ن/مChr : 60.71 – 60.81 Mb
جستجوی PubMed[۲][۳]
ویکی‌داده
مشاهده/ویرایش انسانمشاهده/ویرایش موش

آلفا-سینوکلئین (به انگلیسی: Alpha-synuclein) پروتئینی است که در انسان توسط ژن SNCA کدگذاری می‌شود. آلفا سینوکلئین یک پروتئین عصبی است که انتشار وزیکول سیناپسی و ناقل عصبی متعاقب آن را تنظیم می‌کند.

مقدار زیادی از این پروتئین در مغز وجود دارد، در حالی که مقادیر کمتری در قلب، ماهیچه‌ها و سایر بافت‌ها نیز یافت می‌شود.[۴] در مغز، آلفا سینوکلئین‌ها عمدتاً در پایانه‌های آکسون نورون‌های پیش سیناپسی وجود دارند[۵] و با پروتئین‌ها و فسفولیپیدها در تعامل اند.[۶][۷] پایانه‌های پیش سیناپسی، پیام رسان‌های شیمیایی به نام انتقال دهنده‌های عصبی را از کیسه‌هایی به نام وزیکول سیناپسی آزاد می‌کنند. انتشار انتقال دهنده‌های عصبی، تکانه‌های عصبی را بین نورون‌ها منتقل می‌کند (که به آن انتقال عصبی می‌گویند) و برای عملکرد طبیعی مغز بسیار مهم است.[۴]

پروتئین آلفا سینوکلئین انسانی از ۱۴۰ آمینو اسید ساخته شده‌است.[۸][۹][۱۰] تحقیقات نشان داده‌است، یک قطعه آلفا سینوکلئین، معروف به جزء غیرآبتای (NAC) آمیلوئیدِ بیماری آلزایمر، که در اصل در بخش غنی شده با آمیلوئید یافت می‌شود، بخشی از پروتئین پیش‌ساز آن، NACP است.[۸] همچنین بعدها مشخص شد که NACP هومولوگ انسانیِ سینوکلئین موجود در اژدرماهی است؛ بنابراین، NACP در حال حاضر به عنوان آلفا سینوکلئین انسانی نامیده می‌شود.[۱۱]

آلفا سینوکئین پروتئین ایجاد کننده سینوکلئینوپاتی بوده و در بیماری‌های مرتبط با اجسام لویی (اجسامی که از تجمع بیش از اندازه آلفا سینوکلئین در جسم سلولی نورون‌ها پدید می‌آیند)، مانند زوال عقل اجسام لویی، بیماری پارکینسون و آتروفی سیستم چندگانه، نقش مهمی را ایفا می‌کند.[۱۲]

بیان بافتی[ویرایش]

آلفا سینوکلئین یک پروتئین سینوکلئین با عملکرد ناشناخته است که عمدتاً در بافت عصبی یافت می‌شود و تا یک درصد از کل پروتئین‌های سیتوزول سلول‌های مغز را تشکیل می‌دهد.[۱۳] آلفا سینوکلئین نیز یک پروتئین در بافت عصبی است که در نئوکورتکس، هیپوکامپ، توده سیاه، تالاموس و مخچه بیان می‌شود، اما گاهی در سلول‌های گلیال غیر عصبی نیز وجود دارد.[۱۴] در ملانوسیت‌ها، بیان پروتئین SNCA ممکن است توسط فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا (MITF) تنظیم شود.[۱۵] ثابت شده‌است که آلفا سینوکلئین به‌طور گسترده‌ای در هسته سلول‌های عصبی مغز پستانداران قرار دارد، که نشان دهنده نقش آلفا سینوکلئین در هسته سلولی است.[۱۶] با این حال، سینوکلئین عمدتاً در انتهای پایانه آکسونی نورون پیش سیناپسی، در هر دو شکل آزاد یا متصل به غشاء یافت می‌شود،[۱۷] در نورون‌ها تقریباً ۱۵ درصد سینوکلئین در هر لحظه به غشاء اتصال پیدا می‌کنند.[۱۸]

همچنین اکتشافات نشان می‌دهد که آلفا سینوکلئین در میتوکندری سلول‌های عصبی نیز قرار دارد.[۱۹][۲۰] این پروتئین در میتوکندری سلول‌های پیاز بویایی، هیپوکامپ، جسم مخطط و تالاموس، جایی که آلفا سینوکلئین سیتوزولی نیز به وفور وجود دارد، بیان می‌شود. با این حال، قشر مخ و مخچه دو استثنا هستند که حاوی آلفا سینوکلئین سیتوزولی غنی اما سطوح بسیار پایین آلفا سینوکلئین میتوکندریایی هستند. نشان داده شده‌است که آلفا سینوکلئین در غشای داخلی میتوکندری قرار دارد و اثر مهاری آلفا سینوکلئین بر فعالیت کمپلکسِ تنفسیِ I زنجیره تنفسیِ میتوکندری وابسته به رابطه دوز-پاسخ آن است؛ بنابراین، پیشنهاد می‌شود که آلفا سینوکلئین در میتوکندری به‌طور متفاوتی در مناطق مختلف مغز بیان می‌شود و سطوح پس‌زمینه آلفا سینوکلئینِ میتوکندری ممکن است یک عامل بالقوه مؤثر بر عملکرد میتوکندری باشد و برخی از نورون‌ها را مستعد انحطاط کند.[۲۰]

حداقل سه ایزوفرم سینوکلئین از طریق پیوند جایگزین تولید می‌شود.[۲۱] یکی از نوع ایزوفرم‌های پروتئینِ آلفا سینوکلئین که بیشتر از بقیه مورد بررسی قرار گرفته، پروتئین کامل از ۱۴۰ اسید آمینه است. ایزوفرم‌های دیگر شامل آلفا سینوکلئین-۱۲۶، که به دلیل از دست دادن اگزون ۳ فاقد باقی مانده‌های ۴۱–۵۴ است،[۲۲] و آلفا سینوکلئین-۱۱۲، که به دلیل از دست دادن اگزون ۵ فاقد باقیمانده ۱۰۳–۱۳۰ است، می‌شود.[۲۱]

ساختار[ویرایش]

آلفا سینوکلئین به عنوان یک پروتئین ذاتاً بی نظم در نظر گرفته می‌شود، یعنی فاقد یک ساختار سه بعدی منفرد است.[۲۳][۲۴] از سال ۲۰۱۴، تعداد فزاینده ای از گزارش‌ها حاکی از وجود ساختارهای جزئی یا حالت‌های الیگومری عمدتاً منظم در ساختار محلول آلفا سینوکلئین حتی در غیاب لیپیدها است. این مسئله همچنین توسط تعداد زیادی از اندازه‌گیری‌های تک مولکولی (انبرک نوری) بر روی نسخه‌های منفرد مونومر، دایمرها و تترامرهای آلفا سینوکلئین دارای پیوندهای کووالانسی پشتیبانی می‌شود.[۲۵]

آلفا سینوکلئین به‌طور خاص در یک جمعیت مجزا از پایانه‌های پیش سیناپسی مغز در طول دوره ای از بازآرایی سیناپسی مربوط به بیان ژن تنظیم می‌شود.[۲۶] شواهد نشان می‌دهد که آلفا سینوکلئین به‌طور قابل توجهی با توبولین تعامل دارد[۲۷] و ممکن است به عنوان یک پروتئین مرتبط با میکروتوبول، مانند پروتئین تاو، فعالیت داشته باشد.[۲۸] تحقیقات مشخص کرده‌است که آلفا سینوکلئین به‌عنوان یک همراه مولکولی در تشکیل کمپلکس‌های SNARE عمل می‌کند،[۲۹][۳۰] به ویژه، در طول فعالیت سیناپسی به‌طور همزمان به فسفولیپیدهای غشای پلاسمایی از طریق دامنه N-پایانه آن و به سیناپتوبروین-۲ از طریق دامنه C-پایانۀ خود متصل می‌شود.[۳۱] شواهد فزاینده ای نیز وجود دارد که آلفا سینوکلئین در عملکرد دستگاه گلژی نورون‌ها و حرکت وزیکول نیز نقش دارد.[۳۲]

ظاهراً آلفا سینوکلئین برای رشد طبیعی عملکردهای شناختی ضروری است. طی بررسی بر روی موش‌ها، غیرفعال سازی هدفمند بیان آلفا سینوکلئین، اختلال در یادگیری فضایی و حافظه کاری را نشان داد.[۳۳]

برهمکنش با غشاهای لیپیدی[ویرایش]

شواهد تجربی در مورد برهمکنش آلفا سینوکلئین با غشاء و درگیری آن با ترکیب و گردش غشا جمع‌آوری شده‌است. غربالگری ژنوم ساکارومایسس سرویزیه نشان داده‌است که چندین ژن که با متابولیسم لیپید و همجوشی میتوکندری سروکار دارند، در سمیت آلفا سینوکلئین نقش دارند.[۳۴][۳۵] برعکس، سطح بیان آلفا سینوکلئین می‌تواند بر ویسکوزیته و مقدار نسبی اسیدهای چرب در لایه‌های لیپیدی تأثیر بگذارد.[۳۶]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000025889 - Ensembl, May 2017
  2. "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  3. "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ "Genetics Home Reference: SNCA". U.S. National Library of Medicine. 12 Nov 2013. Retrieved 14 Nov 2013.
  5. Sun J, Wang L, Bao H, Premi S, Das U, Chapman ER, Roy S (June 2019). "Functional cooperation of α-synuclein and VAMP2 in synaptic vesicle recycling". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (23): 11113–11115. doi:10.1073/pnas.1903049116. PMC 6561242. PMID 31110017.
  6. Atias, Merav; Tevet, Yaara; Sun, Jichao; Stavsky, Alexandra; Tal, Shani; Kahn, Joy; Roy, Subhojit; Gitler, Daniel (2019-06-04). "Synapsins regulate α-synuclein functions". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (23): 11116–11118. doi:10.1073/pnas.1903054116. ISSN 1091-6490. PMC 6561288. PMID 31110014.
  7. Chandra, Sreeganga; Chen, Xiaocheng; Rizo, Josep; Jahn, Reinhard; Südhof, Thomas C. (2003-04-25). "A broken alpha -helix in folded alpha -Synuclein". The Journal of Biological Chemistry. 278 (17): 15313–15318. doi:10.1074/jbc.M213128200. ISSN 0021-9258. PMID 12586824.
  8. ۸٫۰ ۸٫۱ Uéda K, Fukushima H, Masliah E, Xia Y, Iwai A, Yoshimoto M, et al. (December 1993). "Molecular cloning of cDNA encoding an unrecognized component of amyloid in Alzheimer disease". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (23): 11282–6. Bibcode:1993PNAS...9011282U. doi:10.1073/pnas.90.23.11282. PMC 47966. PMID 8248242.
  9. Xia Y, Saitoh T, Uéda K, Tanaka S, Chen X, Hashimoto M, et al. (October 2001). "Characterization of the human alpha-synuclein gene: Genomic structure, transcription start site, promoter region and polymorphisms". Journal of Alzheimer's Disease. 3 (5): 485–494. doi:10.3233/JAD-2001-3508. PMID 12214035. Archived from the original on 2016-05-14. Retrieved 2009-02-19.
  10. Xia Y, Saitoh T, Uéda K, Tanaka S, Chen X, Hashimoto M, Hsu L, Conrad C, Sundsmo M, Yoshimoto M, Thal L, Katzman R, Masliah E (2002). "Characterization of the human alpha-synuclein gene: Genomic structure, transcription start site, promoter region and polymorphisms: Erratum p489 Fig 3". J. Alzheimers Dis. 4 (4): 337. Archived from the original on 2016-05-14. Retrieved 2009-02-19.
  11. Jakes, R.; Spillantini, M. G.; Goedert, M. (1994-05-23). "Identification of two distinct synucleins from human brain". FEBS letters. 345 (1): 27–32. doi:10.1016/0014-5793(94)00395-5. ISSN 0014-5793. PMID 8194594.
  12. McCann, Heather; Stevens, Claire H.; Cartwright, Heidi; Halliday, Glenda M. (January 2014). "α-Synucleinopathy phenotypes". Parkinsonism & Related Disorders. 20 Suppl 1: S62–67. doi:10.1016/S1353-8020(13)70017-8. ISSN 1873-5126. PMID 24262191.
  13. Iwai, A.; Masliah, E.; Yoshimoto, M.; Ge, N.; Flanagan, L.; de Silva, H. A.; Kittel, A.; Saitoh, T. (February 1995). "The precursor protein of non-A beta component of Alzheimer's disease amyloid is a presynaptic protein of the central nervous system". Neuron. 14 (2): 467–475. doi:10.1016/0896-6273(95)90302-x. ISSN 0896-6273. PMID 7857654.
  14. Filippini, Alice; Gennarelli, Massimo; Russo, Isabella (March 2019). "α-Synuclein and Glia in Parkinson's Disease: A Beneficial or a Detrimental Duet for the Endo-Lysosomal System?". Cellular and Molecular Neurobiology. 39 (2): 161–168. doi:10.1007/s10571-019-00649-9. ISSN 1573-6830. PMID 30637614.
  15. Hoek, Keith S.; Schlegel, Natalie C.; Eichhoff, Ossia M.; Widmer, Daniel S.; Praetorius, Christian; Einarsson, Steingrimur O.; Valgeirsdottir, Sigridur; Bergsteinsdottir, Kristin; Schepsky, Alexander (December 2008). "Novel MITF targets identified using a two-step DNA microarray strategy". Pigment Cell & Melanoma Research. 21 (6): 665–676. doi:10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x. ISSN 1755-1471. PMID 19067971.
  16. Yu, S.; Li, X.; Liu, G.; Han, J.; Zhang, C.; Li, Y.; Xu, S.; Liu, C.; Gao, Y. (2007-03-16). "Extensive nuclear localization of alpha-synuclein in normal rat brain neurons revealed by a novel monoclonal antibody". Neuroscience. 145 (2): 539–555. doi:10.1016/j.neuroscience.2006.12.028. ISSN 0306-4522. PMID 17275196.
  17. McLean, P. J.; Kawamata, H.; Ribich, S.; Hyman, B. T. (2000-03-24). "Membrane association and protein conformation of alpha-synuclein in intact neurons. Effect of Parkinson's disease-linked mutations". The Journal of Biological Chemistry. 275 (12): 8812–8816. doi:10.1074/jbc.275.12.8812. ISSN 0021-9258. PMID 10722726.
  18. Lee HJ, Choi C, Lee SJ (January 2002). "Membrane-bound alpha-synuclein has a high aggregation propensity and the ability to seed the aggregation of the cytosolic form". The Journal of Biological Chemistry. 277 (1): 671–8. doi:10.1074/jbc.M107045200. PMID 11679584. S2CID 10438997.
  19. Zhang, Ling; Zhang, Chunyan; Zhu, Yuangang; Cai, Qing; Chan, Piu; Uéda, Kenji; Yu, Shun; Yang, Hui (2008-12-09). "Semi-quantitative analysis of alpha-synuclein in subcellular pools of rat brain neurons: an immunogold electron microscopic study using a C-terminal specific monoclonal antibody". Brain Research. 1244: 40–52. doi:10.1016/j.brainres.2008.08.067. ISSN 1872-6240. PMID 18817762.
  20. ۲۰٫۰ ۲۰٫۱ Liu, Guangwei; Zhang, Chunyan; Yin, Juanjuan; Li, Xin; Cheng, Furong; Li, Yaohua; Yang, Hui; Uéda, Kenji; Chan, Piu (2009-05-01). "alpha-Synuclein is differentially expressed in mitochondria from different rat brain regions and dose-dependently down-regulates complex I activity". Neuroscience Letters. 454 (3): 187–192. doi:10.1016/j.neulet.2009.02.056. ISSN 1872-7972. PMID 19429081.
  21. ۲۱٫۰ ۲۱٫۱ Beyer, Katrin (September 2006). "Alpha-synuclein structure, posttranslational modification and alternative splicing as aggregation enhancers". Acta Neuropathologica. 112 (3): 237–251. doi:10.1007/s00401-006-0104-6. ISSN 0001-6322. PMID 16845533.
  22. Uéda, K.; Saitoh, T.; Mori, H. (1994-12-15). "Tissue-dependent alternative splicing of mRNA for NACP, the precursor of non-A beta component of Alzheimer's disease amyloid". Biochemical and Biophysical Research Communications. 205 (2): 1366–1372. doi:10.1006/bbrc.1994.2816. ISSN 0006-291X. PMID 7802671.
  23. van Rooijen, B. D.; van Leijenhorst-Groener, K. A.; Claessens, M. M. a. E.; Subramaniam, V. (2009-12-18). "Tryptophan fluorescence reveals structural features of alpha-synuclein oligomers". Journal of Molecular Biology. 394 (5): 826–833. doi:10.1016/j.jmb.2009.10.021. ISSN 1089-8638. PMID 19837084.
  24. Weinreb, P. H.; Zhen, W.; Poon, A. W.; Conway, K. A.; Lansbury, P. T. (1996-10-29). "NACP, a protein implicated in Alzheimer's disease and learning, is natively unfolded". Biochemistry. 35 (43): 13709–13715. doi:10.1021/bi961799n. ISSN 0006-2960. PMID 8901511.
  25. Neupane K, Solanki A, Sosova I, Belov M, Woodside MT (January 2014). "Diverse metastable structures formed by small oligomers of α-synuclein probed by force spectroscopy". PLOS ONE. 9 (1): e86495. Bibcode:2014PLoSO...986495N. doi:10.1371/journal.pone.0086495. PMC 3901707. PMID 24475132.
  26. George, J. M.; Jin, H.; Woods, W. S.; Clayton, D. F. (August 1995). "Characterization of a novel protein regulated during the critical period for song learning in the zebra finch". Neuron. 15 (2): 361–372. doi:10.1016/0896-6273(95)90040-3. ISSN 0896-6273. PMID 7646890.
  27. Alim, Muhammad Abdul; Hossain, Mosammat Shahanara; Arima, Kunimasa; Takeda, Kazuya; Izumiyama, Yoko; Nakamura, Minako; Kaji, Hiroyuki; Shinoda, Tomotaka; Hisanaga, Shinichi (2002-01-18). "Tubulin seeds alpha-synuclein fibril formation". The Journal of Biological Chemistry. 277 (3): 2112–2117. doi:10.1074/jbc.M102981200. ISSN 0021-9258. PMID 11698390.
  28. Alim, Muhammad Abdul; Ma, Qiu-Lan; Takeda, Kazuya; Aizawa, Takako; Matsubara, Mamoru; Nakamura, Minako; Asada, Akiko; Saito, Taro; Kaji, Hiroyuki (August 2004). "Demonstration of a role for alpha-synuclein as a functional microtubule-associated protein". Journal of Alzheimer's disease: JAD. 6 (4): 435–442, discussion 443–449. doi:10.3233/jad-2004-6412. ISSN 1387-2877. PMID 15345814.
  29. Bonini, Nancy M.; Giasson, Benoit I. (2005-11-04). "Snaring the function of alpha-synuclein". Cell. 123 (3): 359–361. doi:10.1016/j.cell.2005.10.017. ISSN 0092-8674. PMID 16269324.
  30. Chandra, Sreeganga; Gallardo, Gilbert; Fernández-Chacón, Rafael; Schlüter, Oliver M.; Südhof, Thomas C. (2005-11-04). "Alpha-synuclein cooperates with CSPalpha in preventing neurodegeneration". Cell. 123 (3): 383–396. doi:10.1016/j.cell.2005.09.028. ISSN 0092-8674. PMID 16269331.
  31. Burré J, Sharma M, Tsetsenis T, Buchman V, Etherton MR, Südhof TC (September 2010). "Alpha-synuclein promotes SNARE-complex assembly in vivo and in vitro". Science. 329 (5999): 1663–7. Bibcode:2010Sci...329.1663B. doi:10.1126/science.1195227. PMC 3235365. PMID 20798282.
  32. Cooper AA, Gitler AD, Cashikar A, Haynes CM, Hill KJ, Bhullar B, et al. (July 2006). "Alpha-synuclein blocks ER-Golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson's models". Science. 313 (5785): 324–8. Bibcode:2006Sci...313..324C. doi:10.1126/science.1129462. PMC 1983366. PMID 16794039.
  33. Kokhan, V. S.; Afanasyeva, M. A.; Van'kin, G. I. (2012-05-16). "α-Synuclein knockout mice have cognitive impairments". Behavioural Brain Research. 231 (1): 226–230. doi:10.1016/j.bbr.2012.03.026. ISSN 1872-7549. PMID 22469626.
  34. Tauro M (4 February 2019). "Alpha-Synuclein Toxicity is Caused by Mitochondrial Dysfunction". Electronic Thesis and Dissertation Repository.
  35. Willingham, Stephen; Outeiro, Tiago Fleming; DeVit, Michael J.; Lindquist, Susan L.; Muchowski, Paul J. (2003-12-05). "Yeast genes that enhance the toxicity of a mutant huntingtin fragment or alpha-synuclein". Science (New York, N.Y.). 302 (5651): 1769–1772. doi:10.1126/science.1090389. ISSN 1095-9203. PMID 14657499.
  36. Uversky, Vladimir N. (October 2007). "Neuropathology, biochemistry, and biophysics of alpha-synuclein aggregation". Journal of Neurochemistry. 103 (1): 17–37. doi:10.1111/j.1471-4159.2007.04764.x. ISSN 0022-3042. PMID 17623039.

برای مطالعهٔ بیشتر[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]