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期刊名：Nature Communications日期：2014-12-05
DOI：10.1038/ncomms6423 作者：Ho Min Kim
近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上的研究论文中，来自韩国延世大学等处的研究人员通过研究揭示了突触粘附分子的三维结构，突触粘附分子可以调节突触的发生，该研究同时也揭示了突触起始阶段形成的分子机理。
某些大脑疾病，比如强迫症(OCD)或双极神经元障碍都是由突触的功能异常所引发，研究人员开展这项研究，目的在于揭示诸如这类疾病的发病机制，并且开发新型治疗该类疾病的疗法。
文章中，研究者Kee Hun Kim表示，一种存在于神经元膜间名为Slitrk的蛋白，可以突触前白细胞常见的抗原相关受体蛋白蛋白酪氨酸磷酸酶(LAR-RPTPs)相互作用，并且产生一种蛋白复合物，而且Slitrk也参与突触形成的起始阶段，可以平衡神经元的兴奋信号及抑制信号。
在一种神经障碍中两种蛋白可以引发突触的异常，从而引发神经性精神病，比如自闭症、癫痫症及OCD等，然而由于这些特殊蛋白的结构及其突触发生的功能尚不清楚，因此开发特殊的治疗手段非常棘手。本文中研究者就揭示了Slitrk和LAR-RPTPs两个突触粘附分子的三维结构，并且鉴别出了其相互作用的结构区域，此外研究者还发现，当Slitrk和LAR-RPTPs形成一个结构簇后会诱导突触的形成。
最后研究者Kim说道，本文研究为理解因突触粘附分子异常而引发的大脑疾病的发病机制提供了很好的研究基础，未来我们将通过更为深入的研究来开发治疗此类脑部疾病的新型疗法及干预措施。
原文摘要：
Structural basis for LAR-RPTP/Slitrk complex-mediated synaptic adhesion
Ji Won Um, Kee Hun Kim, Beom Seok Park, Yeonsoo Choi, Doyoun Kim, Cha Yeon Kim, Soo Jin Kim, Minhye Kim, Ji Seung Ko, Seong-Gyu Lee, Gayoung Choii, Jungyong Nam, Won Do Heo, Eunjoon Kim, Jie-Oh Lee, Jaewon Ko & Ho Min Kim
Synaptic adhesion molecules orchestrate synaptogenesis. The presynaptic leukocyte common antigen-related receptor protein tyrosine phosphatases (LAR-RPTPs) regulate synapse development by interacting with postsynaptic Slit- and Trk-like family proteins (Slitrks), which harbour two extracellular leucine-rich repeats (LRR1 and LRR2). Here we identify the minimal regions of the LAR-RPTPs and Slitrks, LAR-RPTPs Ig1–3 and Slitrks LRR1, for their interaction and synaptogenic function. Subsequent crystallographic and structure-guided functional analyses reveal that the splicing inserts in LAR-RPTPs are key molecular determinants for Slitrk binding and synapse formation. Moreover, structural comparison of the two Slitrk1 LRRs reveal that unique properties on the concave surface of Slitrk1 LRR1 render its specific binding to LAR-RPTPs. Finally, we demonstrate that lateral interactions between adjacent trans-synaptic LAR-RPTPs/Slitrks complexes observed in crystal lattices are critical for Slitrk1-induced lateral assembly and synaptogenic activity. Thus, we propose a model in which Slitrks mediate synaptogenic functions through direct binding to LAR-RPTPs and the subsequent lateral assembly of LAR-RPTPs/Slitrks complexes.（doi:10.1038/ncomms6423）
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