EAAT2の輸送速度は、足場ドメインと基質輸送ドメインの間の界面に位置するアミノ酸によって制御される

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Neurochem. Int..2020 Jul;:104792. S0197-0186(20)30183-2. doi: 10.1016/j.neuint.2020.104792.Epub 2020-07-12.

EAAT2の輸送速度は、足場ドメインと基質輸送ドメインの間の界面に位置するアミノ酸によって制御される

Transport rate of EAAT2 is regulated by amino acid located at the interface between the scaffolding and substrate transport domains.

Michael Duffield
Avkash Patel
Ole V Mortensen
Dora Schnur
Aneysis D Gonzalez-Suarez
Delany Torres-Salazar
Andréia C K Fontana

PMID: 32668264 DOI: 10.1016/j.neuint.2020.104792.

抄録

興奮性アミノ酸輸送体（EAAT）は、中枢神経系の細胞外グルタミン酸濃度を維持するための細胞膜タンパク質である。EAATの機能不全は、様々な神経疾患に関与しています。EAATによるグルタミン酸輸送は、EAAT膜タンパク質の足場ドメインに対する中央輸送ドメインの相対的な動きを介して行われる。これまでの研究から、脳内のグルタミン酸トランスポーターの主要なサブタイプであるEAAT2のこれら2つのドメインの界面に位置する残基が、輸送速度の調節に関与していることが示唆されている。我々は、この界面内に位置する位置298で残基グリシンを調べるために、トランスフェクションされたCOS-7細胞と卵母細胞で、突然変異誘発、構造機能関係、表面タンパク質発現および電気生理学的研究を使用しました。変異G298Aは、表面発現の変化なしに輸送速度の増加をもたらし、より疎水性でより大きなアラニンが輸送運動を促進することを示唆している。輸送速度の増加は、ナトリウム親和性の変化を伴わない。電気生理学的な電流は、G298Aが輸送とアニオン電流の両方を増加させることを示しており、輸送サイクルを介したより速い遷移を示唆している。本研究では、グルタミン酸輸送速度の設定に決定的に関与する領域を同定した。

Excitatory Amino Acid Transporters (EAATs) are plasma membrane proteins responsible for maintenance of low extracellular concentrations of glutamate in the CNS. Dysfunction in their activity is implicated in various neurological disorders. Glutamate transport by EAATs occurs through the movement of the central transport domain relative to the scaffold domain in the EAAT membrane protein. Previous studies suggested that residues located within the interface of these two domains in EAAT2, the main subtype of glutamate transporter in the brain, are involved in regulating transport rates. We used mutagenesis, structure-function relationship, surface protein expression and electrophysiology studies, in transfected COS-7 cells and oocytes, to examine residue glycine at position 298, which is located within this interface. Mutation G298A results in increased transport rate without changes in surface expression, suggesting a more hydrophobic and larger alanine results in facilitated transport movement. The increased transport rate does not involve changes in sodium affinity. Electrophysiological currents show that G298A increase both transport and anion currents, suggesting faster transitions through the transport cycle. This work identifies a region critically involved in setting the glutamate transport rate.