Zn2+ decoration of microtubules arrests axonal transport and displaces tau, doublecortin, and MAP2C.
Zn2+ decoration of microtubules arrests axonal transport and displaces tau, doublecortin, and MAP2C.
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微管的Zn 2+装饰阻止轴突运输并取代tau、doublecortin和MAP2C。
DOI：
10.1083/jcb.202208121
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发表时间：
2023-08-07
影响因子：
7.8
通讯作者：
Qin, Yan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Minckley, Taylor F.;Salvagio, Lyndsie A.;Fudge, Dylan H.;Verhey, Kristen;Markus, Steven M.;Qin, Yan
Minckley等人发现了一种依赖于Zn2+的机制，可以调节基于微管的过程，其中Zn2+修饰微管通过直接抑制运动蛋白的运动和调节双皮质素（DCX）、tau和MAP2C的微管结合来干扰轴突运输，而不会干扰其他map。细胞内Zn2+浓度通过去极化介导的内流或细胞内释放增加，但Zn2+信号对神经元功能的直接影响尚不完全清楚。通过同时记录细胞质Zn2+和细胞器运动，我们发现Zn2+ (IC50≈5-10 nM)升高降低了大鼠海马神经元和HeLa细胞的溶酶体和线粒体运动。使用活细胞共聚焦显微镜和体外单分子TIRF成像，我们发现Zn2+抑制运动蛋白（kinesin和dynein）的活性，而不破坏它们的微管结合。相反，Zn2+直接结合微管并选择性地促进tau、DCX和MAP2C的分离，但不促进MAP1B、MAP4、MAP7、MAP9或p150glue的分离。生物信息学预测和结构建模表明，微管上的Zn2+结合位点与tau、DCX、动力蛋白和动力蛋白的微管结合位点部分重叠。我们的研究结果表明，神经元内Zn2+通过与微管相互作用调节轴突运输和基于微管的过程。
Minckley et al. identify a Zn2+-dependent mechanism that regulates microtubule-based processes, in which microtubule decoration by Zn2+ disturbs axonal transport via directly inhibiting movement of motor proteins and regulating microtubule binding of doublecortin (DCX), tau, and MAP2C, without disrupting other MAPs. Intracellular Zn2+ concentrations increase via depolarization-mediated influx or intracellular release, but the immediate effects of Zn2+ signals on neuron function are not fully understood. By simultaneous recording of cytosolic Zn2+ and organelle motility, we find that elevated Zn2+ (IC50 ≈ 5–10 nM) reduces both lysosomal and mitochondrial motility in primary rat hippocampal neurons and HeLa cells. Using live-cell confocal microscopy and in vitro single-molecule TIRF imaging, we reveal that Zn2+ inhibits activity of motor proteins (kinesin and dynein) without disrupting their microtubule binding. Instead, Zn2+ directly binds to microtubules and selectively promotes detachment of tau, DCX, and MAP2C, but not MAP1B, MAP4, MAP7, MAP9, or p150glued. Bioinformatic predictions and structural modeling show that the Zn2+ binding sites on microtubules partially overlap with the microtubule binding sites of tau, DCX, dynein, and kinesin. Our results reveal that intraneuronal Zn2+ regulates axonal transport and microtubule-based processes by interacting with microtubules.
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DOI：
10.1083/jcb.200911024
发表时间：
2010-08-09
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Friedman JR;Webster BM;Mastronarde DN;Verhey KJ;Voeltz GK
通讯作者：
Voeltz GK
Tau通过调节动力蛋白和动力蛋白团队施加的力来指导细胞内贩运。
DOI：
10.1111/tra.12537
发表时间：
2018-03
期刊：
Traffic (Copenhagen, Denmark)
影响因子：
--
作者：
Chaudhary AR;Berger F;Berger CL;Hendricks AG
通讯作者：
Hendricks AG
DOI：
10.1126/science.1164424
发表时间：
2008-12-12
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Carter AP;Garbarino JE;Wilson-Kubalek EM;Shipley WE;Cho C;Milligan RA;Vale RD;Gibbons IR
通讯作者：
Gibbons IR
影响因子：
13.6
作者：
Even, Aviel;Morelli, Giovanni;Nguyen, Laurent
通讯作者：
Nguyen, Laurent
DOI：
10.1523/jneurosci.4603-12.2013
发表时间：
2013-01-09
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Fu X;Brown KJ;Yap CC;Winckler B;Jaiswal JK;Liu JS
通讯作者：
Liu JS