9728253012

Pamięć i geny na pamięć

System CREB - jak to działa

CREB - białkowy czynnik transkrypcyjny zdolny do wiązania z białkiem regulatorowym CRE w białkach chromosomalnych i przez to indukujący lub hamujący transkrypcję wybranych sekewencji DNA (genów),

np..:

•    c-fos

•    neurotropiny BDNF (Brain-derived Neurotrophic Factor)

•    hydroksylazy tyrozynowej

•    neuropeptydów (SIH, ENK, CRH)

Podobną do struktury i funkcję CREB mają inne peptydy: CREM (cAMP response element modulator) oraz ATF-1 (activating transcription factor-1)

Znanych jest 8 wariantów CREB (2009)

Mechanizm działania

sygnał hormonalny lub nerwowy aktywacja receptora metabotropowego -> produkcja c-AMP lub wzrost zawartości Ca²* i wtórna produkcja c-AMP ->

-> aktywacja kinazy białkowej i jej migracja do jadra komórkowego -> aktywacja CREB przez fosforylację -> wiązanie CREB w regionem CRE chromosomu (przez domenę bZIP) -> dodatkowe wiązanie z białkiem CBP (koaktywator) -> aktywacja lub hamowanie transkrypcji genów -> efekt komórkowy .... -»

-> np. pamięć długotrwała

Pamięć i geny na pamięć

Białko GAP-43 (Neuromodulin = Growth Associarted Protein 43)

(Aryeh Routtenberg i wsp, z Northwestern University)

cytoplazmatyczne białko kotwiczące do lipidów błony, regulujące wzrost neuronów, funkcję aksonów i kolbek synaptycznych),

fosforylowalne, uczestniczy w zjawiskach pamięci, wiąże kalmodulinę

•    myszy, które szybciej uczą się drogi w labiryncie, mają większą mózgową zawartość białka GAP-43

•    poprawa wyników w mysich testach na inteligencję

u zmodyfikowanych genetycznie osobników, z dodatkowych kopiami genów GAP-43

•    u ludzi obniżenie produkcji GAP-43 z wiekiem oraz w ch. Alzheimera

Zależne od wapnia i kalmoduliny kinazy białkowe (CAMK II)

(Calcium/calmodulin dependent Protein Kinases II)

stanowią od 1 do 2% białek mózgu!!

3 warianty genu CAMK i, 4 warianty - CAMK II, 1 wańant - CAMK IV

zdolne do autofosforylacji - podtrzymania efektu pierwotnego sygnału (postulowana cecha

biochemicznych mechanizmów pamięci)

•    knock-out genów niektórych neuronalnych CAMK II u myszy

- całkowita utrata zdolności do uczenia się mimo prawidłowych pozostałych systemów neuronalnych i komórkowych

13