Ras e Rap sono coinvolti nel controllo del
traffico dei recettori AMPA durante certe
forme di plastiicità sinaptica
La famiglia Ras
Un esempio di piccole proteine G monomeriche
Rap-GEF
R
a
s
G
E
F
R
a
p
G
T
P
R
a
s
G
D
P R
a
s
G
T
P
R
a
s
G
A
P
Proneoplastico
Antineoplastico
R
a
p
G
D
P
Rap-GAP
GEF = Guanine-nucleotide exchange factor
G
A
P
=
G
T
P
a
s
e
A
c
t
i
v
a
t
i
n
g
P
r
o
t
e
i
n
La famiglia Ras
Zhu et al. (2002) Cell 110: 443-455
Ras and Rap Control AMPA Receptor Trafficking during Synaptic Plasticity
Motivazione per questo studio
Ras-GAP è stata trovata nelle sinapsi
Le MAPK, effettori a valle di Ras,
e la CaMKII, attivatore di Ras,
sono stati implicati nell’LTP
Mutazioni in Ras o Ras-GAP sono
collegate a forme di ritardo mentale
La famiglia Ras
Z
u
h
e
t
a
l
.
(
2
0
0
2
)
C
e
l
l
1
1
0
:
4
4
3
4
5
5
Ras and Rap Control AMPA Receptor Trafficking during Synaptic Plasticity
Motivatione per questo studio
Biolistics
transfection
Sindbis
virus infection
Ras-GAP è stata trovata nelle simapsi
Le MAPK, effettori a valle di Ras,
e la CaMKII, attivatore di Ras,
sono stati implicati nell’LTP
gold particles
Mutazioni in Ras o Ras-GAP sono
collegate a forme di ritardo mentale
Come hanno fatto?
Over-espressione di Ras e Rap
Espressione di Ras e Rap mutanti non funzionanti
Quale preparazione cellulare?
Quick
Change
site-directed
mutagensis Kit
La famiglia Ras
Z
u
h
e
t
a
l
.
(
2
0
0
2
)
C
e
l
l
1
1
0
:
4
4
3
4
5
5
Ras and Rap Control AMPA Receptor Trafficking during Synaptic Plasticity
Motivatione per questo studio
Ras-GAP è stata trovata nelle simapsi
Le MAPK, effettori a valle di Ras,
sono stati implicati nell’LTP
Mutazioni in Ras o Ras-GAP portano a ritardo
mentale
Come hanno fatto?
Over-espressione di Ras e Rap
Espressione di Ras e Rap mutanti non funzionanti
Quale preparazione cellulare?
stimolazione
registrazione
Neurone piramidale
in CA1
Collaterali
Di Schaffer
Cosa hanno concluso?
Registrazioni extra- ed intracellulari
in una slice di Ippocampo
elettrodo di registr.
stimolo
N
M
D
A
Ras-GEF
R
a
s
-G
D
P
R
a
s
-G
T
P
Ras-GAP
Rap-GEF
R
a
p
-G
T
P
R
a
p
-G
D
P
Rap-GAP
Cosa hanno concluso?
AMPA
AMPA
3 2 3
2 1 2
3 2 3
3 2 3
N
M
D
A
N
M
D
A
Ca 2+
Ca 2+
3 2 3
2 1 2
p42/44 MAPK
p
3
8
M
A
P
K
Ras-GEF
+
C
a
M
K
I
IR
a
s
-G
D
P
Rap-GEF
L
T
P
R
a
s
-G
T
P
+
LTD
R
a
p
-G
T
P
R
a
p
-G
D
P
_
_
Ras-GAP
Rap-GAP
?
Modello per il traffico di AMPA-R regolato dalle GTPasi Ras e Rap
AMPA
2 1 2
N
M
D
A
Pathway di sinistra:
Ca 2+
Una forte attivazione di NMDA-R
induce un forte ingresso di ioni
Ca2+
2 1 2
p42/44 MAPK
Ras-GEF
+
C
a
M
K
I
IR
a
s
-G
D
P
L
T
P
R
a
s
-G
T
P
_
Ras-GAP
Gli ioni Ca2+ attivano la via di
signalling CaMKII-Rasp42/44MAPK.
Questa via favorisce l’inserzione
in membrana di recettori AMPA.
Modello per il traffico di AMPA-R regolato dalle GTPasi Ras e Rap
AMPA
3 2 3
3 2 3
3 2 3
N
M
D
A
Pathway di destra:
Una bassa attivazione di NMDA-R
induce l’ingresso di una piccola
quantità di ioni Ca2+ (?)
Viene attivata la via di signalling
Rap-p38MAPK.
Questa via promuove
l’internalizzazione di recettori
AMPA.
Ca 2+
3 2 3
p
3
8
M
A
P
K
Rap-GEF
+
LTD
R
a
p
-G
T
P
R
a
p
-G
D
P
_
Rap-GAP