Monoamin Neurotransmitter Transporter (MATs) prägen die synaptische Signalübertragung, indem sie Dopamin, Noradrenalin und Serotonin aus dem extrazellulären Raum entfernen. Palmitoylierung kann die MAT-Funktion modulieren, unter anderem durch eine erhöhte Transportkapazität des Dopamintransporters (DAT). Zudem wurden MATs als Dimere und Oligomere beschrieben. Ein möglicher Zusammenhang ergibt sich daraus, dass die Haupt-Palmitoylierungsstelle des DAT in unmittelbarer Nähe von TM12 liegt, einer Transmembranhelix, die wiederholt als Bestandteil von MAT-Dimerinterfaces beschrieben wurde. Diese Arbeit untersucht, ob Palmitoylierung die Dimerisierung und Interface-Präferenzen des Noradrenalintransporters (NET) und des DAT verändert und wie die Membranzusammensetzung diese Effekte beeinflusst. Dazu wurden coarse-grained Molecular Dynamics MARTINI3 Simulationen von palmitoylierten und nicht-palmitoylierten NET- und DAT-Dimeren durchgeführt, ausgehend von einer durch Kryoelektronenmikroskopie (cryo-EM) entdeckten NET-Dimergeometrie in mehreren Membranmodellen. Die Dimerstabilität und Interfaces wurden mittels RMSD, 2DAufenthaltsdichtekarten, Analyse von Helix-Helix-Kontakten transmembraner Segmente sowie Lipidkontakt-Statistiken in der Nähe der Palmitoylierungsregion quantifiziert.Die cryo-EM-abgeleitete Dimeranordnung war nach Aufhebung der Restraints in allen Membranmodellen instabil, was darauf hinweist, dass diese Geometrie im vorliegenden coarse-grained Setup nicht begünstigt ist. Stattdessen bildeten sich reproduzierbar alternative metastabile Dimere, deren Interfaces durch die Scaffold-Domänen-Helices und insbesondere TM12 gebildet wurden. Palmitoylierung stabilisierte die Dimere nicht generell, verschob jedoch die Verteilung der Interface-Populationen. TM12-beteiligte Interfaces nahmen bei NET zu und wurden über Replikate hinweg häufig reproduzierbarer, während DAT nach Palmitoylierung gegenteilige TM12-assoziierte Trends und eine erhöhte Variabilität zeigte. Insgesamt stützen die Ergebnisse die Auffassung, dass die MAT-Dimerisierung ein Ensemble membranabhängiger Interface-Zustände darstellt, welche durch Palmitoylierung umgeformt werden kann, anstatt in einer einzelnen, stabilen Dimergeometrie vorzuliegen.
Robert Spornraft (Sun,) studied this question.