GTPases קטנים של משפחות Rab ו-Arf: מווסתים מרכזיים של סחר תוך-תאי בניוון עצביⅡ

2. Rab GTPases בנוירודגנרציה

GTPases קטנים של משפחת Rab אחראים לשליטה בהובלת שלפוחיות וסחר בממברנות. הם מסדירים את כל השלבים של התחבורה הזו; הביוגנזה של נשאים, תנועתם על פני השלד הציטואלי והקשירה שלהם בקרומי המטרה [38,39]. כמו שאר חברי משפחת העל ראס, הפעילות של Rab GTPases מוסדרת על ידי GEFs, GAPs ו-GDIs. שתי משפחות עיקריות של RabGEFs תוארו. הראשון הוא משפחת GEF המכילים תחום DENN, שיכולה להפעיל Rab GTPases שונים [40]. DENN הוא התחום הקטליטי שמקיים אינטראקציה ישירה עם Rab GTPases [40]. השני הוא משפחת GEF המכילים תחום Vps9, שהם ספציפיים עבור Rab5 GTPases [41].

   לחץ ל-jade cistanche למחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון

מלבד שתי המשפחות הללו, הוכח כי חלבונים אחרים פועלים כ-GEFs עבור Rab GTPases, כגון המתחמים TRAPP I ו- Mon1/Ccz1, שהם GEFs עבור Rab1 ו-Rab7, בהתאמה [41]. מצד שני, בעוד GEFs חולקים הומולוגיה של רצף נמוך ביניהם, Rab GAPs מסווגים למשפחה ייחודית, ה-Tre-2/Bub2/Cdc16 (TBC)-domain GAPs. בבני אדם, קיים GAP יחיד שאינו מכיל תחום TBC זה, קומפלקס Rab3GAP [41]. לרוע המזל, GEFs ו-GAPs עבור כמה מ-Rab GTPases עדיין לא תוארו [41,42]. מלבד היותם מווסתים על ידי מצב ההפעלה שלהם (GDP-bound/GTP-bound), ניתן למצוא Rab GTPases הן במצב הפעיל והן במצבם הלא פעיל בציטוזול או בממברנות.

לוקליזציה זו נשלטת על ידי הפרנילציה של שיירי ציסטאין מסוף C. לאחר השלמת ההובלה של השלפוחית, יש למחזר את Rab GTPases ולהעביר אותם מהממברנות חזרה לציטוזול. GDIs נקשרים לפרניל ולא פעיל (קשור ל-GDP) Rab GTPases ולאחר מכן, ה- GTPases מוסרים מהממברנה. לפיכך, המיחזור של Rab GTPases מתבצע רק לאחר שההובלה השלפוחית ​​הושלמה וה- GTPase מושבת על ידי GAP [41]. עם זאת, פרנילציה אינה השינוי הייחודי שלאחר התרגום המווסת את Rab GTPases. חלק מה-Rabs יכולים לעבור זרחון על ידי קינאזות כגון p34cdc2 או הקינאז LRRK2 הקשור ל-PD [41,43]. הווריאציות הפתוגניות של LRRK2 הקשורות ל-PD גורמות לעלייה בזרחן כזה. שינוי פוסט-תרגום זה מתרחש בתחום ה-switch II, שהוא חיוני לאינטראקציה של GTPase עם הרגולטורים שלו. באופן ספציפי, זרחון מפחית את האינטראקציה של GTPase עם הרגולטורים שלו [43,44].

כפי שהוזכר קודם לכן, Rab GTPases שולטים בכל שלבי המפתח של הובלה שלפוחית ​​וסחר בממברנה, בשל יכולתם לקיים אינטראקציה עם מולקולות אפקטור שונות [45]. לבחירת מטען, ניצנים ויצירת מעיל, Rab GTPases מקיימים אינטראקציה עם חלבונים כגון TIP47 או רטרומר. לדוגמה, Rab9-GTP מקיים אינטראקציה עם TIP47 באנדוזומים מאוחרים, מה שמגביר את הזיקה של TIP47 למטען שיש להעביר [46]. TIP47 מזהה את התחומים הציטופלזמיים של קולטני פוספט מנוז 6- (MPR), ומפעילים את ההובלה מהאנדוזומים לקומפלקס Golgi [46]. דוגמה נוספת היא האינטראקציה של Rab7 עם קומפלקס הרטרומר כדי לתווך את ההובלה של קומפלקס אנדוזום ל-Golgi [47]. לגבי ויסות הובלת שלפוחית, Rab GTPases מקיימים אינטראקציה עם חלבונים מוטוריים כגון קינסינים ודיניינים. קינסינים ודיניינים הם ATPases המשתמשים בהידרוליזה של ATP כדי לגרום לשינויים קונפורמטיביים שיוצרים את הכוח המניע להזיז את המטען לעבר הקצה הפלוס והמינוס של המיקרוטובולים, בהתאמה [48].

Rab GTPases כגון Rab3A, 6, 8A, 10, 11A, 14, 27A ו-39B מקיימים אינטראקציה עם מיוזין מסוג V כדי להעביר אברונים ושלפוחיות דרך חוטי אקטין [49]. לדוגמה, Rab27A יוצר אינטראקציה עם מיוזין מסוג V ומלנופילין, ויוצר קומפלקס טרינרי להעברת מלנוזומים לעבר חוטי אקטין [50]. לשליטה על ביטול הציפוי והקשירה של שלפוחיות, Rab GTPases מתחברים לחלבונים כגון TRAPP, Exocyst או p115/Golgins. דוגמה אחת היא האינטראקציה של Rab1 עם p115, שהוא חלבון קשירה שגורם להיווצרות קומפלקס SNARE וממריץ את העגינה של שלפוחיות מצופות COP I בממברנות Golgi [51]. יתר על כן, Rab1 גם מקיים אינטראקציה עם גורמי קשירה אחרים כגון GM130 ו-GRASP65 כדי להקל על היתוך שלפוחיות ממברנות Golgi [52].

GM130 אחראי אז על תחזוקת מבנה גולגי [52]. ידוע ש-Rab GTPases מקיימים אינטראקציה עם חלבונים כגון Sro7 ו-Rabenosyn-5 [45]. לדוגמה, Rab8 מקיים אינטראקציה עם Sro7, מווסת את תפקודי חלבון SNARE בהיתוך של שלפוחיות לממברנות התא בעוד ש-Rabenosyn-5 משמש כקשר בין Rab ל-hVPS45 [53,54] על ידי חיבור בין Rab4 ו/או Rab5 ו hVPS45-שייך את Rabenosyn-5, אשר לאחר מכן קושר SNAREs. לסיכום, Rab GTPases הם הרגולטורים הראשיים של בחירת מטען, היווצרות, הובלה, עגינה והיתוך של שלפוחיות עם ממברנות מטרה. בהתחשב בחשיבות הסחר בממברנות במערכת העצבים, נוירונים פיתחו מנגנונים ספציפיים לשליטה בהעברת חלבונים, אברונים וקולטנים למרחקים ארוכים באקסונים ובדנדריטים. Rab GTPases מווסתים את המיחזור, האקסוציטוזיס והאנדוציטוזיס של שלפוחיות סינפטיות; שחרור הנוירוטרנסמיטורים; תעבורת הקולטנים; והמשלוחים האקסונליים האנטרוגרדיים והרטרוגרדיים [15].

יתרה מכך, הם מעורבים גם בהסתעפות ובמורפוגנזה של דנדריטים, צמיחת עצבים והגירה של נוירונים במהלך ההתפתחות. בהתחשב בחשיבותם של תהליכים כאלה, חוסר הוויסות של Rab GTPases היה קשור למחלות ניווניות שונות כגון AD, PD, טרשת צדדית אמיוטרופית (ALS) ו-Charcot-Marie-Tooth (CMT) [8,15]. ב-AD, Rab GTPases שונים מעורבים בהובלת חלבונים הקשורים לפתולוגיה, כגון Tau, APP, BACE1, -secretase, -secretase ו-A פפטידים. יתר על כן, הביטוי של GTPases אלה משתנה במוח AD לאחר המוות [55]. לגבי PD, GTPases אלה שולטים בטרנספורט של -syn [56]. בנוסף, Rab GTPases עשויים לתווך את הרעילות הנגרמת על ידי קינאז LRRK2 ב-PD [57]. כפי שהוזכר לעיל, כמה Rab GTPases הם מצעים של LRRK2 וחוסר הוויסות בזרחן זה תואר כדי לגרום לרעילות עצבית וניוון של נוירונים דופמינרגיים in vivo [57,58]. להלן, אנו מתארים את התפקידים הספציפיים של Rab GTPases העיקריים בהופעה והתקדמות של AD ו-PD (איור 2).

2.1. רב1

Rab1 GTPases שולטים בהובלה הדו-כיוונית בין הרשת האנדופלזמית (ER) ל-GA, כמו גם את היווצרות, שלמות ומיחזור של ממברנות Golgi [38,59]. משפחת Rab1 מורכבת משני איזופורמים: Rab1A ו-Rab1B. ה-GEF עבור שני האיזופורמים הוא TRAPP I. TRAPP I הוא קומפלקס של חלבונים המפעיל את Rab1 ומעורב בהובלת ER–Golgi [41,60]. מצד שני, המולקולה האחראית להשבתת Rab1 היא TBC1D20 GAP [41,61]. מחקרים רבים מדגישים את החשיבות של Rab1, כמו גם הרגולטורים שלו, בשמירה על שלמות ממברנות גולגי.

ביטוי היתר של צורות דומיננטיות-שליליות של Rab1A ו-Rab1B, דלדול של שני GTPases וביטוי יתר של TBC1D20 GAP מעוררים את הפיצול של ה-GA [38]. 2.1.1. Rab1 וה-ER–Golgi Traffic Rab1 שולט על התחבורה בין ה-ER ל-GA, מכיוון שהוא יכול לקיים אינטראקציה עם p115 ו-GM130-GRASP65 כדי להעדיף את היתוך שלפוחיות ER ב-GA [62-64]. באמצעות האינטראקציה שלו עם מולקולות האפקטור הללו, Rab1 שולט על היווצרות, שלמות ומיחזור של ממברנות GA. מצד אחד, Rab1 מקיים אינטראקציה עם חלבון p115, שהוא גורם קשירת שלפוחית, כדי לשלוט על תעבורת ER-GA זו [65]. מצד שני, כאשר Rab1 מתחבר לקומפלקס GM130-GRASP65 ב-GA, הוא מווסת את הערימה של GA ו-Vesicle binding [66,67].

GM130 אחראי על שלמות ממברנות גולגי [52]. יתרה מכך, מאמינים ש-p115 יכול לקיים אינטראקציה עם GM130-GRASP65 עבור היתוך ER-vesicle ב-GA [62,64]. יתר על כן, Rab1 שולט גם על התחבורה הרטרוגרדית בין GA ל-ER. לשם כך, ה- GTPase מקיים אינטראקציה עם GBF1, GEF עבור Arf1 GTPase המעורב בביוגנזה של שלפוחיות COP I [68,69]. למרות שהתפקיד של Rab1 בתעבורת ER-GA בפתוגנזה של AD עדיין לא ברור, תואר כי GTPase זה יכול למנוע אובדן של נוירונים דופמינרגיים ב-PD [19]. ב-PD, אחד המנגנונים האפשריים שבאמצעותם -syn יכול לגרום לניוון עצבי הוא עיכוב תעבורת ER-GA [19].

תואר שסוג פראי (WT) -syn, כמו גם המוטנטי -synA53T שגורם ל-PD מוקדם, חוסמים את תעבורת ER-GA, למרות ש-synA53T יוזם חסימה זו מהר יותר מה-WT. קופר ומשתפי פעולה הוכיחו כי רעילות זו הנגרמת על ידי-syn נמנעת בנוכחות Rab1 [19]. למעשה, ב-Drosophila melanogaster (D. melanogaster), Caenorhabditis elegans (C. elegans) ובתרבויות ראשוניות של נוירוני חולדה המבטאים WT -syn או -synA53T, הביטוי של Rab1 הציל את אובדן הנוירונים הדופמינרגיים [19]. נתונים אלה מצביעים על כך ש-Rab1 יכול למלא תפקיד מגן בשליטה על תעבורת ER-GA, ולכן יכול למנוע ניוון עצבי ב-PD. Rab1 והתפקיד שלו בבקרה של תעבורת ER–GA קשורים גם ל-ALS. המוטציות בחלבוני SOD1, TDP-43 או FUS שגורמות למחלה נוירודגנרטיבית זו גורמות למיקום שגוי של Rab1, כמו גם לפגיעה בהובלת ER-GA והגברת לחץ ER [8]. ביטוי יתר של Rab1, להיפך, מפעיל תפקיד מגן מפני לחץ זה [8,21].

2.1.2. ראב1 ושלמות הג"א

מלבד הסממנים הקלאסיים של פתולוגיות AD ו-PD, תואר שנירונים מציגים GA מקוטע בשני המקרים [70]. פיצול זה יוחס לסיבות שונות, כגון נוכחות של אגרגטים חלבונים בציטופלזמה, שינויים בשלד הציטוניים או תקלה בסחר תוך תאי. בהקשר זה, Martínez-Menárguez et al. ציינו שהסיבה העיקרית לפיצול GA במחלות ניווניות נוירו-דגנרטיביות היא השינויים בהובלה התוך-תאית [70]. מספר מחקרים הוכיחו כי בפתולוגיות נוירודגנרטיביות, חוסר ויסות תעבורה בתיווך Rab1- גורם לפיצול GA [16,17,70]. במקרה של AD, אותם שינויים ב-GA נקשרו לרמות pTau [71,72].

בשנת 2014, המחקר של Jiang ומשתפי פעולה חשף שפיצול GA קדם להיפר-פוספורילציה של טאו [71]. לדבריהם, פיצול GA מקדם זרחון טאו באמצעות הפעלה של קינאז תלוי ציקלין-5 (cdk5) ו-ERK. יתרה מכך, בחולי AD, נוירונים שנחשפו ל-NFT מציגים פגמים גדולים יותר ב-Golgi בהשוואה לנוירונים ללא NFT [72]. נוירונים שצברו רמות ביניים של משחק לפני היווצרות NFT הראו פגמים בינוניים ב-GA [72]. זה תומך בכך שהצטברות מתקדמת של משחק קשורה לשינויים מבניים ב-GA. לפי Antón-Fernández ומשתפי הפעולה, שינויים אלה עלולים להשפיע על העיבוד והסחר של חלבונים, ולכן, הם יכולים לתרום לחוסר תפקוד נוירוני בAD [72]. יתר על כן, ביטוי היתר של Rab1A בתאי HeLa המבטאים Tau אנושי ונוירונים ראשוניים של קליפת חולדה מנע פיצול GA, בעוד שהשתקת ה- GTPase על ידי siRNA גרמה לפרגמנטציה שלו [16,17].

הם הבחינו ש-Rab1A מתמקם יחד עם GM130 בתרבויות ראשוניות של נוירונים מקליפת החולדות [16]. השפעה נוספת של השתקת Rab1A הייתה וויסות-על של הפרשת טאו. לפיכך, המחברים הציעו כי Rab1 יכול להיות מטרה טיפולית לווסת דינמיקה של Golgi והפרשת Tau בAD [16]. לסיכום, שבר GA קשור לזרחון טאו [71], הצטברות pTau ב-NFT [72], והפרשת טאו [16]. לפיכך, ויסות Rab1 GTPase יכול לווסת תהליכים נוירודגנרטיביים כאלה. לגבי PD, נוירונים דופמינרגיים מציגים גם פיצול GA. באופן ספציפי, נוירונים דופמינרגיים מה-substantia nigra par compacta המבטאים יתר על המידה האנושית -syn מציגים פיצול GA, המופחת בעת ביטוי יתר של Rab1A [17].

בנוסף, מלבד הצלת פיצול GA, ביטוי יתר של Rab1A בנוירונים דופמינרגיים גרר שיפורים בתפקודים מוטוריים. לעומת זאת, ביטוי יתר של Rab1A שאינו ניתן להדפסה (Rab1A-∆CC) לא הצליח לחלץ את GA מפיצול. זה הוכיח את החשיבות של Rab1A בשמירה על שלמות ה-GA, וכתוצאה מכך, בשליטה על פונקציות מוטוריות [17]. נתונים אלה מצביעים על כך שביטוי יתר של Rab1A GTPase יכול להיות גישה טיפולית לפתולוגיה זו. מחקר שנערך לאחרונה ניתח נוירונים דופמינרגיים מהחומר הכבד של חולים אנושיים עם PD, והם הוכיחו ש-GA מקוטע ושהנוירונים השורדים מראים ביטוי יתר גבוה של Rab1 GTPase [18].

המחברים מציעים כי ביטוי יתר זה של Rab1 יכול לגרום לפיצול GA על ידי שני מנגנונים תיאורטיים שהוצעו: (1) ביטוי יתר של Rab1 יכול לשנות את תעבורת ER-Golgi, ולכן לגרום לחוסר איזון ב-GA; (2) יכול להיות ש-Rab1 מקיים אינטראקציה עם Golgin-84, מה שיגרום לפיצול [18]. בסך הכל, ישנם סתירות לגבי תפקידו של Rab1 בהשראת או במניעת פיצול GA ב-PD. מלבד AD ו-PD, ALS היא מחלה נוירודגנרטיבית נוספת המציגה פיצול GA. נראה שהגורם העיקרי לכך הוא ההפרעות במסלול ההפרשה התלוי בראב1 [70]. לפיכך, Rab1 ותפקידו בשמירה על שלמות GA מעורבים במחלות ניווניות שונות.

2.1.3. Rab1 והבקרה של האוטופגוזום

Rab1 GTPase, יחד עם Rab GTPases אחרים כגון Rab5, Rab7, Rab9A, Rab11, Rab23, Rab32 ו-Rab33B, משתתפים ביצירת האוטופאגוזום [73] בתחילתו על ידי גיוס החלבון 9 הקשור לאוטופגיה (Atg9), חלבון טרנסממברני שאחראי על הובלת ממברנות אל הפגופור, שהוא המבנה שקדם להיווצרות האוטופגוזום [74,75]. כפי שהוזכר קודם לכן, ביטוי יתר של -syn גורם לפיצול GA. זה מוביל לחוסר ויסות של אוטופגיה בקו תאי הנוירובלסטומה האנושית SKNSH, HeLa, HEK293 ועכברי M7- -syn [20]. Winslow ועמיתיו תיארו ש-syn משנה את הפעילות של ציר Rab1A/Atg9. בעת השתקת Rab1A וביטוי יתר של -syn, החלבון Atg9 הפסיק להתמקם במיקום פרי-גרעיני ועבר לפיזור מפוזר, וכתוצאה מכך הפחתה ביצירת האוטופגוזום [20]. לפיכך, עלייה בפעילות Rab1A יכולה להעדיף אוטופגיה ולפיכך להפחית את חומרת המחלה, שכן מנגנון זה יכול לשמש למיחזור ולחסל אגרגטים של חלבון.

2.2. Rab5

Rab5 ממלא תפקיד חשוב באנדוציטוזיס, והוא אחראי לאיחוי של שלפוחיות אנדוציטיות המגיעות מממברנת הפלזמה ליצירת אנדוזומים מוקדמים. על ידי מנגנון זה, Rab5 מסדיר את ההפנמה והסחר של קולטני ממברנה [76]. שני ה-GEFs המתוארים עבור Rab5 הם Ras/Rab Interactor 3 (RIN3) ו-Rabex5. RIN3 הוא חבר במשפחת RIN של GEFs, יחד עם RIN1 ו-RIN2. לשלושתם יש דומיין Vps9, שהוא הדומיין הקטליטי של Rab5-הספציפי של GEF [77]. לגבי Rabex5, זהו החבר המובן ביותר של GEFs המכילים תחום Vps9. מלבד התחום הקטליטי שלו, Rabex5 מכיל אתר קישור של Rabaptin5, שהוא מולקולת Rab5 אפקטור. לפיכך, Rabex5 נקשר בחוזקה ל-Rab5-מוסדר Rabaptin5, אשר בתורו מסדיר את פעילות Rabex5 GEF, ויוצר לולאת משוב [78]. Rab5 מגייס את Rabaptin5 באנדוזומים מוקדמים, כשהאחרון אחראי לעגינה והיתוך של ממברנות [79].

לאחר ההפעלה, קומפלקס Rabex5/Rab5/Rabaptin5 ממוקם בשלפוחיות אנדוציטיות ובאנדוזומים מוקדמים [79-81]. שלוש המולקולות פועלות לייצב את Rab5 הפעיל ברגע שהוא מגיע ללקליזציה הממוקדת שלו, ויוצרות לולאת משוב חיובית שמעצימה את המסלול הזה [38]. כפי שתואר האיתות של Rab5 ל-Rabaptin5 [79] לעיל, Rab5 יכול לאותת דרך קומפלקס PI3K hVPS34-p150, מה שמגביר את רמות PI3P באנדוזומים מוקדמים [25,82,83]. PI3P זה מאפשר גיוס של EEA1, מולקולת אפקטור נוספת של Rab5 המווסתת את העגינה של שלפוחיות אנדוציטיות לפני היתוך שלהן עם האנדוזומים המוקדמים [84]. יתרה מכך, hVPS34-p150 יכול להפעיל לולאת משוב שלילי על ידי הפעלת GAPs TBC1D2, וכתוצאה מכך ביטול ההפעלה של Rab5 GTPase [85].

ה-GAPs המכילים תחום TBC TBC1D3, RUTBC3 ו-USP6NL תוארו כ-Rab5 GAPs [12,41]. תפקידו של Rab5 במחלות נוירודגנרטיביות הוגבל לסחר אנדוזומלי. בהקשר זה, מחקרים שונים זיהו עלייה בפעילות Rab5 ב-AD [12,22,86-91], כמו גם במודלים של PD של עכברים [12,92,93]. במחלת הנטינגטון (HD), Rab5 שולט גם בתנועתיות של אנדוזומים מוקדמים. HD נגרם על ידי מוטציות בחלבון האנטינגטין (Htt), הממוקם על ה-GA ושלפוחיות. Htt יוצר קומפלקס עם חלבון 40 הקשור ל-Htt (HAP40) ומשמש כמולקולת אפקטור של Rab5 [94]. ב-HD, HAP40 מווסת וקומפלקס Htt-HAP40 מופרע. כתוצאה מכך, התנועתיות של האנדוזומים המוקדמים מופחתת [94]. לפיכך, Rab5 יכול להיות יעד טיפולי לשיפור התנועתיות האנדוזומלית ב-HD.

2.2.1. Rab5 ו-APP Procאסינג

החריגות בסחר באנדוציטי הן אחד המאפיינים העיקריים של AD, ולפי קטאלדו ומשתפי פעולה, הן קודמות למרבצי A [95]. מחקר מאוחר יותר הראה שביטוי יתר של Rab5 יכול לשחזר חריגות אנדוציטיות כאלה על ידי הגברת העיבוד הפעיל ביותר של APP באנדוזומים [22]. ביטוי היתר של Rab5 בתאי עכברים גרר שינויים אנדוציטיים הקשורים ל-AD, כגון נוכחות של אנדוזומים גדולים הדומים לאלה שנצפו בנוירונים ממוחות AD [22]. יתר על כן, ביטוי יתר של Rab5 עלה פי 2.5 מהרמות של הפרשת A 1-40 ו-A 1-42 [22].

המחברים גם הבחינו בעלייה ברמות ה-CTF. CTFs אלה מתמקמים עם אנדוזומים מוקדמים, מה שמצביע על קשר ישיר בין המסלול האנדוזומלי, יצירת CTF וייצור A. לכן, האנומליות האנדוזומליות שנצפו ב- AD יכולות להיות קשורות לפגמים בפרוטאוליזה של APP [22]. זה מצביע על כך ש-Rab5 יכול להיות יעד טיפולי בשל הרלוונטיות שלו בבקרה של עיבוד APP וכתוצאה מכך, בדור 1-40 ו-1-42. התפקיד של CTF בגיוס של הומולוגיה של pleckstrin ו-phosphotyrosine מחייב חלבון מתאם המכיל מוטיב רוכסן לאוצין (APPL1) תואר [91]. באנדוזומים, APPL1 מייצב Rab5-GTP פעיל, מה שמוביל לאנדוציטוזיס פתולוגי לא מווסת [91].

בהתחשב בתפקידו של Rab5 במסלול האנדוזומלי, גרבוביץ' ומשתפי פעולה מגינים שחוסר הוויסות באנדוזומים גורם לעלייה ב-CTF [22], וקים ומשתפי הפעולה מגינים ש-CTFs מעוררים חוסר ויסות אנדוזומלי אלה [91]. בנוסף, השתקת shRNA של BACE1 החזירה את הפגמים האנדוציטיים, מה שמרמז כי פרוטאוליזה של APP יכולה להיות הגורם לפגמים האנדוציטיים [96]. לסיכום, מחקרים אלו מצביעים על לולאת משוב חיובית שבה עיבוד ה-APP יכול להוביל לחוסר ויסות של המסלול האנדוזומלי, והפגמים במסלול האנדוציטי עלולים בתורם להגביר את עיבוד ה-APP

2.2.2. ראב5 ואקסonal

תחבורה בנוירונים כולינרגים בסיסיים במוח הקדמי (BFCNs), גורם הגדילה העצבי (NGF) נקשר ומפעיל את הקולטן TrkA בקצוות האקסונליים. קומפלקס NGF-TrkA מופנם לאחר מכן על ידי אנדוציטוזה בתיווך Rab5. האנדוזומים מועברים בכיוון לאחור דרך מיקרוטובולים לגוף התא, שם אותות הצמיחה וההתמיינות מופצים לגרעין [12]. במצבים פתולוגיים, יש הפעלת יתר של Rab5 בנוירונים של BFCN, מה שגורם לאנדוזומים מוקדמים גדולים יותר. אנדוזומים אלה מפריעים להובלה האקסונלית הרטרוגרדית של אותות NGF. בנוסף, עלייה בפעילות Rab5 יכולה להשפיע גם על חלבונים מוטוריים, לשנות את ההובלה האקסונלית, ופגמים בהובלת האותות הטרופיים לגוף התא מובילים לאטרופיה עצבית [12].

בהקשר זה, ה- GEF RIN3 קשור להפעלת יתר של Rab5 בהעברת אותות טרופיים [77,97]. יתרה מכך, מחקרי אסוציאציה רחבה של גנום (GWAS) קשרו RIN3 עם הסיכון לפתח AD [12,98-100]. עם זאת, עדיין צריך להבהיר האם הפונקציה והביטוי של RIN3 משתנים ב-AD ואם Rab5 GEFs אחרים עומדים בבסיס הפעלת יתר של Rab5 ב-AD [12]. עם זאת, קיים מנגנון אפשרי נוסף שיכול להסביר הפעלת יתר של Rab5. כפי שהוזכר קודם לכן, CTF מגייס APPL1 לאנדוזומים, מה שמייצב את Rab5-GTP. קומפלקס זה מוביל למסלולים אנדוציטיים לא מווסתים, כמו גם לתחבורה אקסונלית שונה [12,91]. לגבי PD, מודלים של עכברים המבטאים באופן מכונן -syn אנושי הדגימו את ההפעלה התלויה ב-syn של Rab5 המובילה לחוסר ויסות ב-Rab5 וב-dynein קומפלקס וכתוצאה מכך לחוסר תפקוד אנדוזומלי. זה יכול להיות המנגנון הבסיסי שיסביר את חוסר הוויסות בהובלה אקסונלית רטרוגרדית והניוון הנוירוני כתוצאה מכך ב-PD [12,93].

2.3. רב7

Rab7 GTPase מווסת את התחבורה שלפוחית, במיוחד את המסלול האנדוציטי המאוחר [101]. הוא מציג תפקיד מהותי בהבשלה של אנדוזומים, בהובלת אנדוזומים וליזוזומים, בהיתוך של אנדוזומים וליזוזומים מאוחרים, ובביוגנזה הליזוזומלית [26,101,102]. ראב7 משתתף גם בתנועה של אוטופגוזומים [103]. בהתחשב בחשיבותם של כל התהליכים הללו, Rab7 הוצע כיעד טיפולי לסרטן [26] וניוון עצבי [104]. הפעלת Rab7 מתווכת על ידי GEF Mon1-Ccz1 [27,105,106]. המנגנון שבו Mon1-Ccz1 מתווך הפעלת Rab7 מורכב מהיכולת שלו להיות מולקולת אפקטור של Rab5 ולקיים אינטראקציה עם PI3P באנדוזומים מוקדמים [102,107].

כך, יש חילוף בין Rab5 ל-Rab7 והאנדוזום עובר מאנדוזום מוקדם לאנדוזום מאוחר [105,107]. מצד שני, ה-GAPs המתוארים עבור Rab7 הם TBC1D2A, TBC1D5, TBC1D15 ו-EVI5-L [41]. Rab7-GTP באנדוזומים ובליזוזומים מאוחרים יכול לאותת דרך מולקולת האפקטור שלו לחלבון ליזוזומלי Rab-אינטראקציה (RILP) [108]. RILP מגייסת קומפלקסים מוטוריים של דיניין-דינקטין וכתוצאה מכך, האנדוזומים מועברים לכיוון קצה המינוס של המיקרוטובולים [109]. חלבון המכיל FYVE ו-coil-coil domain 1 (FYCO1) הוא מולקולת אפקטור נוספת של Rab7 שמתווכת את הובלת השלפוחית ​​לכיוון הקצה הפלוס של המיקרוטובולים [110]. יתרה מכך, FYCO1 יוצר קומפלקס עם Rab7 וחלבון LC3, האחראי על הבשלת האוטופגוזום [111].

לאחר היווצרות קומפלקס זה, שלפוחיות אוטופאגיות מועברות לכיוון הקצה הפלוס של המיקרוטובולה [110]. לגבי מערכת העצבים, גם אוטופגיה וגם התעבורה האנדוליזוזומלית הנשלטת על ידי Rab7 נקשרו לפתולוגיות כמו AD, PD, HD או Charcot-Marie-Tooth type 2B (CMT2B) [104,112]. Rab7 מעורב בתעבורה של פפטידים רעילים כגון A vesicles [23] או הפרשת Tau ב- AD [29] ו-syn clearance ב-PD [30].

2.3.1. ראב7 וטראהפקעת פפטידים רעילים

בAD, הצטברות יכולה להיות תוצאה של חוסר ויסות בעיבוד APP, כמו גם פגם בסילוק האוליגומרים הרעילים [113]. לכן, התעבורה האנדוליזומלית המבוקרת של Rab5 ו-Rab7- חשובה לפינוי פפטידים רעילים כגון A . בהקשר זה, מחקרים בקו תאי עכבר N2a נוירובלסטומה, כמו גם בתרביות נוירונאליות ראשוניות מעכברים, הוכיחו ש-A 1-42 מופנמת באנדוזומים מוקדמים חיוביים של Rab5- במצבים ראשוניים ומאוחר יותר, ב-Rab7-אנדוזומים מאוחרים חיוביים [23]. נתונים אלה מצביעים על כך שהמסלול האנדוציטי מעורב באופן פעיל בפינוי ו/או חיסול של A .

ביטוי היתר של הצורות הדומיננטיות-שליליות של Rab5 ו-Rab7, שאינן מסוגלות להיקשר ולהעביר את האות דרך מולקולות האפקטור שלהן, עיכב את הקולקליזציה של GTPases אלה עם מונומרים ואוליגומרים A 1-42 באנדוזומים [23]. זה תומך במעורבות של GTPases אלה ואנדוציטוזיס בפינוי A. כמה מחקרים מצביעים על כך שלמסלול האנדוליזומאלי המתווך של Rab5- ו-Rab7-יש השפעות רעילות [24,87,88]. מוחות AD לאחר המוות הראו רמות מוגברות של חלבון Rab5 ו- Rab7 [87,88]. יתרה מכך, מחקר בנוירונים ראשוניים מקליפת החולדה הוכיח ש-Rab5- ו-Rab7-תיווכו הפנמה פעילה של A 1-42 מובילה למוות נוירוני [24], והוסיף כי מעכב כללי אנדוציטוזיס phenyl arsin oxide (PAO) החליש את הרעילות.

תוצאות אלו מצביעות על כך שחסימת Rab5- ו-Rab7-מתווכת אנדוציטוזיס יכולה להיות אסטרטגיה טיפולית למניעת מוות נוירוני ב-AD [24]. באשר ל-Tau, המוח של חולים עם מוחות עכברי AD פרוגרסיבי ו-5XFAD הפגינו רמות מוגברות של חלבון Rab7A בשילוב עם pTau [28]. יתר על כן, ביטוי יתר של Rab7A בנוירונים ראשוניים בקליפת המוח ובתאי HeLa גרמו להפרשת טאו [29]. לעומת זאת, השתקת Rab7A, כמו גם ביטוי היתר של צורתו הדומיננטית-שלילית, חסמו חלקית את הפרשת טאו [29]. כל הנתונים הללו יכולים לומר שחוסר ויסות של Rab7 יכול לתרום להצטברות טאו, כמו גם להתפשטות ההשפעות הרעילות שלו ב- AD [114].

2.3.2. Rab7 ו-Endolysosomal Trafficking of Membran Recepטורס

תפקוד לקוי של המסלול האנדוליזומלי היה קשור ל-PD, וגנים המשתתפים במסלול זה היו קשורים לפתוגנזה זו [115]. Lrrk, ההומלוג של הקינאז LRRK2 ב-D. melanogaster, מקיים אינטראקציה עם Rab7 בממברנות של אנדוזומים מאוחרים וליזוזומים והוכח כמעכבת את הלוקליזציה הפר-גרעינית התלויה ב-Rab של ליזוזומים [116]. לעומת זאת, הצורה המוטנטית של Lrrk, האנלוגית ל-LRRK2G2019S הפתוגני, מקדמת את התקבצות הפר-גרעינית של ליזוזומים. לפיכך, Rab7 וה-LRRK2G2019S יכולים לעמוד בבסיס המסלול האנדוליזומלי הלא מתפקד ב-PD [116].

תואר ש-LRRK2 מווסת את התעבורה האנדוציטית התלויה ב-Rab של קולטן גורם הגדילה האפידרמיס (EGFR) [31]. הביטוי של המוטנט LRRK2G2019S גרם לעיכוב בסחר ב-EGFR אנדוזומלי מוקדם עד מאוחר ועיכוב בפירוק EGFR. פגמים אלה חזרו על ידי ביטוי יתר של הצורה הפעילה המכוננת של Rab7 [31]. היכולת של Rab7 לווסת את הסחר בקולטנים כבר שימשה בגישות טיפוליות לטרשת נפוצה (MS) [33]. ביטוי היתר של Rab7 יכול לווסת את נוכחותם של קולטנים דמויי Toll (TLR) ולכן לשלוט על התגובה הדלקתית [33]. עם זאת, Rab7 אינו ה-Rab GTPase היחיד המווסת את הסחר בקולטנים.

Rab11, למשל, שולט בסחר ב-TLR דרך האנדוזומים [117]. בהקשר זה, נוכחותם של פולימורפיזמים נוקלאוטידים בודדים (SNPs) ספציפיים ב-Evi5, Rab11GAP, נמצאה בקורלציה לרגישות גבוהה יותר לפתח טרשת נפוצה [118]. זה מצביע על כך ש-Rab11 יכול למחזר קולטני TLR, ומשפיע על חסינות מולדת. לאחרונה, Evi5 נקשר לטרשת נפוצה [119] והוא שימש כסמן למחלה [120]. נתונים אלה מזמינים אדם לחקור את ויסות איתות Rab GTPases כגישה לקידום מיחזור של קולטנים במחלות ניווניות.

2.3.3. פרקין/ראב7/RILP

פרקין הוא ליגאז Ubiquitin E3 הקשור ל-PD, שכן מוטציות באנזים זה הן גורם הסיכון הגנטי השני בשכיחותו להתפתחות המחלה [121]. Ubiquitination של שאריות Rab7 K38 שומר על Rab7 בצורה פעילה וכתוצאה מכך משפיע על התעבורה האנדוציטית [32]. ניסויים עם תרביות פיברובלסט ראשוניות מחולי PD הסובלים מחוסר פרקין פונקציונלי ובתאים המבטאים יתר על המידה את המוטנט Rab7K38R, שלא ניתן להפיץ אותם בכל מקום, הוכיחו שבמצבים אלה, יכולת ה-Rab7 להיקשר למולקולת המשפיעה שלו Rab7-אינטראקציה ליזוזומלית חלבון (RILP) מצטמצם [32]. RILP היא מולקולת אפקטור של Rab7 המעורבת בהעברה של איתות ציר פרקין/Rab7.

באופן ספציפי, RILP מגייסת קומפלקסים מוטוריים של דיניין-דינקטין כדי שניתן יהיה להעביר שלפוחיות לכיוון קצה המינוס של המיקרוטובולים [108,109]. לדברי Song ושותפי פעולה, חוסר ויסות Rab7 יכול להיות הגורם העיקרי לשינויים אנדוציטיים בתאי פרקין/-. יתר על כן, חוסר ויסות אלה של ציר פרקין/ראב7/אנדוציטוזיס יכול לתרום להתקדמות הפתולוגיה של PD [32].

2.3.4. Rab7 ו-Auטופגיה

Rab7 בצורתו הפעילה יכול לווסת את היווצרות האוטופגוזום, כמו גם את הבשלתו והובלתו לכיוון המיקרוטובולים [104]. המחקר של Rab7 ותפקידו באוטופגיה יכול להקל על פיתוח אסטרטגיות לטיפול במחלות נוירודגנרטיביות [104]. Rab7 קשור לאוטופגיה במחלה נוירודגנרטיבית CMT2B. פתולוגיה זו נגרמת על ידי מוטציות Missense שונות בראב7 שמובילות ללוקאליזציה מופחתת של Rab7 לתאים אוטופגיים ולירידה באוטופגיה [8,34]. מתואר ש-CMT2B הוא תוצאה ישירה של תפקוד לקוי של Rab7, אם כי עדיין צריך להבהיר האם הפתולוגיה היא תוצאה של הפחתה במסלול האוטופגי עקב אובדן תפקוד של Rab7 [8].

לגבי PD, מחקרים עם HEK293 ו-D. melanogaster -synA53T הוכיחו שביטוי יתר של Rab7 מעדיף את פינוי אגרגטים של -syn [30]. יתרה מכך, המחברים זיהו כי Rab7 התמקם בגרגירי הנוירומלנין ב- Human substantia nigra [30]. גרגירי Rab7/נוירומלנין הם אברוני הגנה דמויי אוטופגוזום. Rab7 משתתף בביוגנזה של גרגירים אלה ובפינוי של אגרגטים -syn [30]. בנוסף, ביטוי יתר של Rab7 ב-D. melanogaster הציל את הפנוטיפ ושיפר את הליקויים התנועתיים [30]. אף על פי כן, Rab7 אינו ה-Rab GTPase היחיד שתואר לשלוט על פינוי -syn באמצעות אוטופגיה. לאחרונה, הוכח ש-Rab27b שולט בתנועה האנדוליזוזומלית ובכך בהפרשה ובפינוי של -syn באמצעות אוטופגיה [122].

בהתאם לכך, השתקת Rab27b על ידי shRNA העלתה את הרמות התוך תאיות של -syn בלתי מסיס. בנוסף, המוח שלאחר המוות של חולי PD הראו רמות חלבון מוגברות של Rab27b [122]. למרות שהם לא קשורים לתהליכים אוטופגיים, Rab GTPases אחרים משתתפים גם הם בהומאוסטזיס של -syn; בעוד שחלקם בעד פינוי האגרגטים, אחרים בעד היווצרותם. לדוגמה, Rab39B מסדיר באופן קלאסי את התחבורה בין ה-GA לבין הממברנה הפוסט-סינפטית. ב-PD, מוטציות ב-Rab39B הביאו לאובדן תפקוד של GTPase, וכתוצאה מכך, לחוסר ויסות של הומאוסטזיס -syn [123,124].

לעומת זאת, חולי PD הראו רמות מוגברות של Rab35, מה שמקדם צבירה והפרשה מוגברת של -synA53T [125]. חוץ מזה, תרביות תאים ראשוניות וניסויים in vivo הוכיחו ש-LRRK2-תיווך חוסר ויסות של Rab5 גרמה לרעילות עצבית חמורה ואובדן נוירונים דופמינרגיים [57,58].

מדוע אכילת cistanche יכולה למנוע מחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון

Cistanche מכיל מספר תרכובות פעילות אשר הוכחו כבעלי השפעות נוירו-פרוקטטיביות, אשר עשויות לסייע במניעת או להאט את התקדמות מחלת האלצהיימר ומחלת פרקינסון. תרכובות אלו כוללות אכינאקוסיד, אקטאוזיד וורבסקוסיד, אשר נמצאו כבעלי תכונות אנטי דלקתיות ונוגדות חמצון שיכולות להגן על נוירונים מנזק ולהפחית דלקת במוח. בנוסף, הוכח כי cistanche מגביר את רמות אצטילכולין, מוליך עצבי שחשוב ללמידה ולזיכרון, אשר ניתן להפחית במחלת אלצהיימר. בעוד שדרוש מחקר נוסף כדי להבין היטב את היתרונות הפוטנציאליים של cistanche למניעת מחלות אלו, הממצאים הראשוניים הללו מבטיחים.

התייחסות

19. קופר, א.א.; גיטר, AD; קשיקר, א.; היינס, CM; היל, ק"ג; בהולאר, ב.; ליו, ק.; שו, ק.; Strathearn, KE; ליו, פ.; et al. אלפא-סינוקלאין חוסם את תעבורת ER-Golgi ו-Rab1 מציל אובדן נוירונים במודלים של פרקינסון. מדע 2006, 313, 324–328. [CrossRef]

20. Winslow, AR; חן, סי-ו.; קורוצ'אנו, ש.; Acevedo-Arozena, A.; גורדון, DE; פדן, א.א.; ליכטנברג, מ.; מנזיס, FM; רביקומאר, ב.; Imarisio, S.; et al. -Synuclein פוגע במקרואוטופגיה: השלכות על מחלת פרקינסון. J. Cell Biol. 2010, 190, 1023–1037. [CrossRef] [PubMed] 21. Soo, KY; הלורן, מ.; Sundaramoorthy, V.; פארך, ש; Toth, RP; סאות'אם, KA; מקלין, קליפורניה; לוק, פ.; קינג, א.; פארג, מ.א.; et al. תפקוד לקוי של התחבורה של Rab1-תלוי ב-ER-Golgi הוא מנגנון פתוגני שכיח ב-SOD1, TDP-43 ו-ALS הקשורים ל-FUS. אקטה נורופתול. 2015, 130, 679–697. [CrossRef] [PubMed]

22. גרבוביץ', OM; מתיוס, ראש הממשלה; ג'יאנג, י.; שמידט, SD; דינאקר, ר.; Summers-Terio, NB; סרזה, BP; ניקסון, RA; Cataldo, AM Rab5-גירוי וויסות מעלה של המסלול האנדוציטי מגביר את רמות הפרגמנטים של חלבון עמילואיד מבשר-בטא תוך-תאי קרבוקסיל-טרמינלי וייצור Abeta. ג'יי ביול. Chem. 2003, 278, 31261–31268. [CrossRef] [PubMed]

23. לי, ג'; Kanekiyo, T.; שינוהרה, מ.; ג'אנג, י.; ליו, MJ; שו, ה.; Bu, G. ויסות דיפרנציאלי של סחר עמילואיד-אנדוציטי ופירוק ליזוזומלי על ידי אפוליפופרוטאין E איזופורמים. ג'יי ביול. Chem. 2012, 287, 44593–44601. [CrossRef]

24. שיר, מ.ס; בייקר, GB; Todd, KG; Kar, S. עיכוב של הפנמה -עמילואיד1-42 מחליש את המוות הנוירוני על ידי ייצוב המערכת האנדוזומלית-ליזומלית בנוירונים בתרבות קליפת המוח של חולדה. מדעי המוח 2011, 178, 181–188. [CrossRef] [PubMed]

25. גילולי, DJ; רייבורג, סי; Stenmark, H. Phosphatidylinositol 3-פוספט נמצא במיקרו-דומיינים של אנדוזומים מוקדמים. היסטוכם. Cell Biol. 2003, 120, 445–453. [CrossRef] [PubMed]

26. Guerra, F.; Bucci, C. תפקידו של חלבון RAB7 בהתקדמות הגידול ועמידות כימורת של Cisplatin. סרטן 2019, 11, 1096. [CrossRef] 27. Nordmann, M.; קבררה, מ.; פרז, א.; ברוקר, סי; אוסטרוביץ', ג; Engelbrecht-Vandré, S.; Ungermann, C. הקומפלקס Mon1-Ccz1 הוא ה-GEF של ההומלוג האנדוזומלי Rab7 המאוחר Ypt7. Curr. ביול. 2010, 20, 1654–1659. [CrossRef] [PubMed]

28. צפר, ש.; יונאס, נ.; קוריה, ש.; שפיק, מ.; תהיר, ו.; שמיץ, מ.; פרר, I.; Andréoletti, O.; Zerr, I. Strain-Specific Revolution Resolution Changed Response of Rab7a and Tau במחלת Creutzfeldt-Jacob ומחלת אלצהיימר. מול. נוירוביול. 2017, 54, 697–709. [CrossRef] 29. רודריגז, ל.; מוחמד, נ.; Desjardins, A.; ליפה, ר.; Fon, EA; Leclerc, N. Rab7A מסדיר את הפרשת הטאו. J. Neurochem. 2017, 141, 592–605. [CrossRef]

30. דינטר, ע.; סרידקי, ט.; ניפולד, מ.; שזיפים.; דידריך, ל.; קומניג, ד.; פנסקי, ל. מאי, ג; מרקוס, ק.; Voigt, A.; et al. Rab7 משרה פינוי של אגרגטים -synuclein. J. Neurochem. 2016, 138, 758–774. [CrossRef]

31. Gómez-Suaga, P.; ריברו-ריוס, פ.; Fdez, E.; בלנקה רמירז, מ.; פרר, I.; איישטוי, א. López De Munain, A.; Hilfiker, S. LRRK2 מעכב את הסחר בקולטן השפל על ידי מניעת ניצנים אנדוזומאליים מאוחרים באמצעות הפחתת פעילות Rab7. זִמזוּם. מול. ג'נט. 2014, 23, 6779–6796. [CrossRef] [PubMed]

32. שיר, פ.; טראיקוביץ', ק. צונאמי, ט.; Krainc, D. Parkin מווסת את הארגון והפונקציה האנדוזומלית של המסלול האנדו-ליזומלי. J. Neurosci. 2016, 36, 2425–37. [CrossRef] [PubMed]

33. Klaver, EJ; van der Pouw Kraan, TCTM; לאן, LC; קרינגל, ח.; קאמינגס, RD; בומה, ג.; קראל, ג.; van Die, I. Trichuris suis מוצרים מסיסים מעוררים ביטוי Rab7b ומגבילים תגובות TLR4 בתאים דנדריטים אנושיים. Gene Immun. 2015, 16, 378–387. [CrossRef] [PubMed]

34. Colecchia, D.; שטאזי, מ.; ליאונרדי, מ.; Manganelli, F.; נולאנו, מ.; ונציאני, ב"מ; סנטורו, ל.; אסקלינן, ע.-ל.; Chiariello, M.; Bucci, C. שינויים של אוטופגיה בנוירופתיה היקפית Charcot-Marie-Tooth סוג 2B. Autophagy 2018, 14, 930–941. [CrossRef] [PubMed]

35. היל, ק.; לי, י.; בנט, מ.; מקיי, מ.; ז'ו, X.; שרן, ג'; טורה, ע.; Lah, JJ; Levey, AI; Kahn, RA Munc18 אינטראקציה חלבונים: ADP-ribosylation factor תלוי חלבונים המווסתים את התעבורה של חלבון מבשר אלצהיימר. ג'יי ביול. Chem. 2003, 278, 36032–36040. [CrossRef] 36. בנסל, א.; קירשנר, מ.; זו, ל.; קאי, ד.; Zhang, L. שמן קוקוס מפחית את הביטוי של חלבון קדם עמילואיד (APP) והפרשת פפטידים עמילואידים באמצעות עיכוב של ADP-ribosylation factor 1 (ARF1). מח. 2019, 1704, 78–84. [CrossRef]

37. גריפין, EF; יאן, X.; קאלדוול, KA; Caldwell, GA תפקידים פונקציונליים ברורים של Vps41-תווכת הגנה עצבית במודלים של ניוון עצבי של אלצהיימר ופרקינסון. זִמזוּם. מול. ג'נט. 2018, 27, 4176–4193. [CrossRef] [PubMed]

38. גאוד, ב.; ליו, ס.; Storrie, B. Rab חלבונים כגורמים עיקריים של מבנה ה-Golgi Complex. Small GTPases 2018, 9, 66–75. [CrossRef] [PubMed]

39. חומה, י.; היראגי, ש; Fukuda, M. Rab משפחת GTPases קטנים: תצוגה מעודכנת על הרגולציה והתפקודים שלהם. FEBS J. 2021, 288, 36–55. [CrossRef]

40. Marat, AL; דוקאיניש, ח; McPherson, PS DENN תחום חלבוני: רגולטורים של Rab GTPases. ג'יי ביול. Chem. 2011, 286, 13791–13800. [CrossRef]

41. מולר, MP; Goody, RS שליטה מולקולרית בפעילות Rab על ידי GEFs, GAPs ו-GDI. GTPases קטנים 2018, 9, 5–21. [CrossRef] [PubMed]

42. קוך, ד.; ראי, א; עלי, I.; בלימלינג, נ.; פריז, ט.; ברוקמאייר, א.; יאנינג, פ.; גאוד, ב.; איצן, א.; מולר, MP; et al. הליך נפתח לזיהוי של GEFs לא ידועים עבור GTPases קטנים. Small GTPases 2016, 7, 93–106. [CrossRef]

43. שטגר, מ.; Tonelli, F.; איטו, ג'; דייויס, פ.; טרוסט, מ.; ווטר, מ.; וכטר, ש.; לורנצן, ע.; דאדי, ג'; וילסון, ש.; et al. Phosphoproteomics מגלה כי קינאז LRRK2 של מחלת פרקינסון מווסת תת-קבוצה של Rab GTPases. Elife 2016, 5, e12813. [CrossRef] [PubMed]

44. Madero-Pérez, J.; Fdez, E.; פרננדס, ב.; Ordónez, AJL; Ramírez, MB; Gómez-Suaga, P.; Waschbüsch, D.; Lobbestael, E.; Baekelandt, V.; Nairn, AC; et al. מוטציות הקשורות למחלת פרקינסון ב-LRRK2 גורמות לפגמים צנטרזומליים באמצעות זרחון Rab8a. מול. נוירודגנר. 2018, 13, 3. [CrossRef] 45. Hutagalung, AH; Novick, PJ תפקיד של Rab GTPases בתעבורת ממברנות ופיזיולוגיה של תאים. פיזיול. Rev. 2011, 91, 119–149. [CrossRef]

46. ​​קרול, ק"ש; חנה, ג'; סיימון, I.; קריזה, ג'; ברברו, פ.; Pfeffer, SR תפקידו של Rab9 GTPase בהקלת גיוס הקולטנים על ידי TIP47. מדע 2001, 292, 1373–1376. [CrossRef] [PubMed]

47. ליו, ט.-ת.; גומז, TS; סאקי, ב"ק; Billadeau, DD; Burd, CG Rab GTPase ויסות של יצוא מטען בתיווך רטרומר במהלך הבשלת האנדוזום. מול. ביול. תא 2012, 23, 2505–2515. [CrossRef]

48. הורגן, CP; Mcaffrey, MW Rab GTPases ומנועי מיקרו-טובוליות. Biochem. Soc. עָבָר. 2011, 39, 1202–1206. [CrossRef]

49. לינדזי, AJ; Jollivet, F.; הורגן, CP; חאן, אר. Raposo, G.; מקפרי, MW; Goud, B. זיהוי ואפיון של אינטראקציות מרובות Rab-myosin Va. מול. ביול. תא 2013, 24, 3420–3434. [CrossRef] [PubMed]

50. נגשימה, ק.; טורי, ש.; יי, ז; איגאראשי, מ.; Okamoto, K.; טאקוצ'י, ט.; Izumi, T. Melanophilin מקשר ישירות בין Rab27a לבין myosin Va דרך אזורי הסליל המפותלים המובהקים שלו. FEBS Lett. 2002, 517, 233–238. [CrossRef]

51. גואו, י.; Linstedt, AD קישור של חלבון עגינה שלפוחית ​​p115 ל-GTPase Rab1b מסדיר את גיוס הממברנה של מעיל ה-COPI שלפוחית. תָא. לוגיסט. 2013, 3, e27687. [CrossRef] [PubMed]

52. Nakamura, N. תפקידים חדשים של GM130, חלבון מטריצת cis-Golgi, בתפקודים גבוהים יותר של תאים. J. Pharmacol. Sci. 2010, 112, 255–264. [CrossRef]

53. נילסן, ע.; Christoforidis, S.; אוטנוויילר-ג'וזף, ש.; מיאצ'ינסקה, מ.; דוויט, פ.; וילם, מ.; הופלק, ב.; Zerial, M. Rabenosyn-5, גורם חדשני של Rab5, מורכב עם hVPS45 ומגויס לאנדוזומים דרך תחום אצבע של FYVE. J. Cell Biol. 2000, 151, 601–612. [CrossRef]

54. Rahajeng, J.; קפלן, ש.; Naslavsky, N. תפקידים נפוצים ומובחנים עבור השותפים המחייבים Rabenosyn-5 ו-Vps45 בוויסות הסחר האנדוציטי בתאי יונקים. Exp. Cell Res. 2010, 316, 859–874. [CrossRef]

55. ג'אנג, X.; הואנג, TY; יאנסי, ג'יי; לואו, ה.; Zhang, Y.-W. תפקידם של Rab GTPases במחלת אלצהיימר. ACS Chem. Neurosci. 2019, 10, 828–838. [CrossRef]

56. שי, מ.; שי, ג; Xu, Y. Rab GTPases: השחקנים המרכזיים במסלול המולקולרי של מחלת פרקינסון. חֲזִית. תָא. Neurosci. 2017, 11, 81. [CrossRef] [PubMed]

57. ג'ונג, GR; ג'אנג, ע'-ה; Bae, JR; יוני, ש.; קאנג, HC; פארק, סי'-ח; שין, ג'-ה; יאמאמוטו, י.; Tanaka-Yamamoto, K.; דוסון, VL; et al. זרחון לא מווסת של Rab GTPases על ידי LRRK2 גורם לניוון עצבי. מול. נוירודגנר. 2018, 13, 8. [CrossRef]

58. שטגר, מ.; דיז, פ.; Dhekne, HS; ליס, פ.; Nirujogi, RS; קריאל, או.; Tonelli, F.; מרטינז, TN; לורנצן, ע.; פפר, SR; et al. ניתוח פרוטאומי שיטתי של זרחון LRRK2-מתווך של rab GTPase מבסס קשר ל-ciliogenesis. Elife 2017, 6, e31012. [CrossRef][PubMed]

59. ליו, ש.; Storrie, B. כיצד חלבוני Rab קובעים את מבנה גולגי. Int. כומר תא מול. ביול. 2015, 315, 1–22. [PubMed]

60. אישידה, מ.; Oguchi, ME; Fukuda, M. סוגים מרובים של גואנין נוקלאוטידים חילופי גורמים (GEFs) עבור Rab Small GTPases. מבנה התא. פונקציה. 2016, 41, 61–79. [CrossRef] [PubMed]

61. Fukuda, M. TBC proteins: GAPs for small GTPase Rab יונקים? Biosci. נציג 2011, 31, 159–168. [CrossRef] [PubMed]

62. שטול, ע.; Lupashin, V. תפקידם של גורמי קשירה בתעבורת קרום הפרשה. אמ. J. Physiol. Cell Physiol. 2006, 290, C11–C26. [CrossRef]

63. שטול, ע.; Lupashin, V. תפקידם של גורמי קשירת שלפוחית ​​בתעבורת ממברנות ER-Golgi. FEBS Lett. 2009, 583, 3770–3783. [CrossRef]

64. גרושנס, ב"ל; אורטיז, ד.; Novick, P. Rabs והמשפיעים שלהם: השגת ספציפיות בתעבורת ממברנה. פרוק. נאטל. אקד. Sci. ארה"ב 2006, 103, 11821–11827. [CrossRef] [PubMed]

65. גרבסקי, ר.; היי, ג'; Sztul, E. Tethering factor P115: מודל חדש לאינטראקציות קשירה-SNARE. ביו-ארכיטקטורה 2012, 2, 175–180. [CrossRef] [PubMed]

66. הו, פ.; שי, X.; לי, ב.; הואנג, X.; Morelli, X.; Shi, N. בסיס מבני לאינטראקציה בין חלבון ההרכבה מחדש של Golgi GRASP65 לבין חלבון המטריצה ​​Golgi GM130. ג'יי ביול. Chem. 2015, 290, 26373–26382. [CrossRef] [PubMed]

67. ג'אנג, X.; Wang, Y. GRASPs במבנה ותפקוד גולגי. חֲזִית. Cell Dev. ביול. 2015, 3, 84. [CrossRef] 68. Alvarez, C.; גרסיה-מאטה, ר.; ברנדון, E.; Sztul, E. COPI הגיוס מאופנן על ידי מנגנון תלוי Rab1b. מול. ביול. תא 2003, 14, 2116–2127. [CrossRef] [PubMed]

69. Monetta, P.; סלבין, I.; רומרו, נ.; Alvarez, C. Rab1b מקיים אינטראקציה עם GBF1 ומווסת גם את הדינמיקה של ARF1 וגם את השיוך ל-COPI. מול. ביול. תא 2007, 18, 2400–2410. [CrossRef] [PubMed]

70. Martínez-Menárguez, J.Á.; Tomás, M.; Martínez-Martínez, N.; Martínez-Alonso, E. Golgi Fragmentation in Neurodegenerative Diseases: האם יש סיבה שכיחה? Cells 2019, 8, 748. [CrossRef]

המשך יבוא

Alazne Arrazola Sastre 1,2, Miriam Luque Montoro 1, Hadriano M. Lacerda 3, Francisco Llavero 1,4,* and José L. Zugaza 1,2,5,

1 Achucarro Basque Center for Neuroscience, Park Science of UPV/EHU, 48940 Leioa, ספרד; alazne.arrazola@ehu.eus (AAS); miriamluquem@gmail.com (MLM)

2 המחלקה לגנטיקה, אנתרופולוגיה פיזית ופיזיולוגיה של בעלי חיים, אוניברסיטת הבאסקים UPV/EHU, 48940 ליואה, ספרד

3 Three R Labs, Science Park of the UPV/EHU, 48940 Leioa, Spain; hadrilac@gmail.com 

4 Hospital 12 de Octubre Research Institute (i plus 12), 28041 Madrid, Spain 5 IKERBASQUE, Basque Foundation for Science, 48013 Bilbao, Spain * התכתבות: fcollavero.imas12@h12o.es (FL); joseluis.zugaza@ehu.es (JLZ)