La fosforilación mediada por la proteína quinasa C y la α2δ-1 regulan de manera interdependiente el tráfico y la actividad del receptor de NMDA

Los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDAR) son importantes para la plasticidad sináptica asociada con muchas funciones fisiológicas y trastornos neurológicos. La activación de la proteína quinasa C (PKC) aumenta la fosforilación y la actividad de los NMDAR, y la α2δ-1 es una proteína crítica que interactúa con el NMDAR y controla el tráfico sináptico de los NMDAR.

En este estudio, determinamos los roles relativos de PKC y α2δ-1 en el control de la actividad NMDAR. Encontramos que la coexpresión de α2δ-1 aumentó significativamente la actividad NMDAR en células HEK293 transfectadas con GluN1 / GluN2A o GluN1 / GluN2B. La activación de PKC con 12-miristato 13-acetato de forbol (PMA) aumentó la actividad del receptor solo en células que coexpresan GluN1 / GluN2A y α2δ-1. Notablemente, La inhibición de PKC con Gӧ6983 abolió la potenciación inducida por la coexpresión de α2δ-1 de la actividad NMDAR en células transfectadas con GluN1 / GluN2A o GluN1 / GluN2B.

El tratamiento con PMA aumentó la interacción α2δ-1-GluN1 y promovió el tráfico de la superficie celular α2δ-1 y GluN1. PMA también aumentó significativamente la actividad NMDAR de las neuronas del asta dorsal espinal y la cantidad de complejos de proteínas GluN1 unidas a α2δ-1 en los sinaptosomas de la médula espinal en ratones de tipo salvaje, pero no en ratones knockout α2δ-1.

Además, la inhibición de α2δ-1 con pregabalina o la interrupción de la interacción α2δ-1-NMDAR con el péptido terminal α2δ-1 C abolió el efecto potenciador de PMA sobre la actividad NMDAR. Además, utilizando análisis cuantitativos de fosfoproteómica y mutagénesis, identificamos S929 en GluN2A y S1413 (S1415 en humanos) en GluN2B como los sitios de fosforilación responsables de la potenciación de NMDAR por PKC y α2δ-1.

Juntos, nuestros hallazgos demuestran la interdependencia de la fosforilación de α2δ-1 y PKC en la regulación del tráfico y la actividad de NMDAR. La interacción dinámica α2δ-1-NMDAR dependiente de la fosforilación constituye un importante mecanismo molecular de plasticidad sináptica.

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