Single Quantum Dot Imaging Reveals PKCβ-Dependent Alterations in Membrane Diffusion and Clustering of an Attention-Deficit Hyperactivity Disorder/Autism/Bipolar Disorder-Associated Dopamine Transporter Variant.
Single Quantum Dot Imaging Reveals PKCβ-Dependent Alterations in Membrane Diffusion and Clustering of an Attention-Deficit Hyperactivity Disorder/Autism/Bipolar Disorder-Associated Dopamine Transporter Variant.
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DOI：
10.1021/acschemneuro.8b00350
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发表时间：
2019-01-16
影响因子：
5
通讯作者：
Rosenthal SJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Thal LB;Tomlinson ID;Quinlan MA;Kovtun O;Blakely RD;Rosenthal SJ
多巴胺转运蛋白（DAT）是一种跨膜蛋白，通过驱动突触前神经末梢快速重摄取多巴胺来终止大脑中的多巴胺信号传导。多项证据表明，DAT功能障碍与神经精神障碍有关，如注意力缺陷/多动障碍（ADHD）、双相情感障碍（BPD）和自闭症谱系障碍（ASD）。事实上，已经发现患有这些疾病的个体表达罕见的功能性DAT编码变体Val 559，其在体外和体内赋予异常多巴胺流出（ADE）。为了阐明DAT Val 559变体对膜扩散动力学的影响，我们实施了我们的拮抗剂缀合的量子点（QD）标记方法来监测转染的HEK-293和SK-N-MC细胞中单颗粒标记的转运蛋白的侧向迁移率。我们的研究结果表明DAT Val 559的扩散系数显著高于DAT Ala 559的扩散系数，其影响可能是由升高的N-末端转运蛋白磷酸化决定的。我们还提供了药理学证据，证明PKCβ介导的信号传导支持DAT Val 559膜扩散速率的增强。此外，我们的研究结果与磷酰化和磷酸化闭塞DAT变体的扩散速率相一致。此外，我们表明DAT Val 559具有较低的膜聚集倾向，这可能是由突变衍生的膜微区的移位导致更快的横向膜扩散速率引起的。这些发现进一步证明了DAT Val 559的功能影响，并表明转运蛋白定位和侧向移动性的变化可能维持ADE，并导致多种神经精神疾病基础上的多巴胺信号传导的改变。
The dopamine transporter (DAT) is a transmembrane protein that terminates dopamine signaling in the brain by driving rapid dopamine reuptake into presynaptic nerve terminals. Several lines of evidence indicate that DAT dysfunction is linked to neuropsychiatric disorders such as attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), bipolar disorder (BPD), and autism spectrum disorder (ASD). Indeed, individuals with these disorders have been found to express the rare, functional DAT coding variant Val559, which confers anomalous dopamine efflux (ADE) in vitro and in vivo. To elucidate the impact of the DAT Val559 variant on membrane diffusion dynamics, we implemented our antagonist-conjugated quantum dot (QD) labeling approach to monitor the lateral mobility of single particle-labeled transporters in transfected HEK-293 and SK-N-MC cells. Our results demonstrate significantly higher diffusion coefficients of DAT Val559 compared to those of DAT Ala559, effects likely determined by elevated N-terminal transporter phosphorylation. We also provide pharmacological evidence that PKCβ- mediated signaling supports enhanced DAT Val559 membrane diffusion rates. Additionally, our results are complimented with diffusion rates of phosphomimicked and phosphorylation-occluded DAT variants. Furthermore, we show DAT Val559 has a lower propensity for membrane clustering, which may be caused by a mutation-derived shift out of membrane microdomains leading to faster lateral membrane diffusion rates. These findings further demonstrate a functional impact of DAT Val559 and suggest that changes in transporter localization and lateral mobility may sustain ADE and contribute to alterations in dopamine signaling underlying multiple neuropsychiatric disorders.
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影响因子：
5.3
作者：
Gabriel, Luke R.;Wu, Sijia;Melikian, Haley E.
通讯作者：
Melikian, Haley E.
DOI：
10.1523/jneurosci.5094-09.2010
发表时间：
2010-04-28
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Bowton E;Saunders C;Erreger K;Sakrikar D;Matthies HJ;Sen N;Jessen T;Colbran RJ;Caron MG;Javitch JA;Blakely RD;Galli A
通讯作者：
Galli A
DOI：
10.1523/jneurosci.0048-12.2012
发表时间：
2012-06-27
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Chang JC;Tomlinson ID;Warnement MR;Ustione A;Carneiro AM;Piston DW;Blakely RD;Rosenthal SJ
通讯作者：
Rosenthal SJ
直接PIP（2）结合介导5-羟色胺转运蛋白的稳定的低聚物形成。
影响因子：
16.6
作者：
Anderluh A;Hofmaier T;Klotzsch E;Kudlacek O;Stockner T;Sitte HH;Schütz GJ
通讯作者：
Schütz GJ
影响因子：
5.3
作者：
Egana, Loreto A.;Cuevas, Rolando A.;Torres, Gonzalo E.
通讯作者：
Torres, Gonzalo E.