LE SINAPSINE: PROTEINE CHIAVE PER LA FUNZIONE E PER LA PLASTICITA' SINAPTICA

The synapsins are a family of neuronal phosphoproteins evolutionarily conserved in invertebrate and vertebrate organisms. Their best-characterised function is to modulate neurotransmitter release at the pre-synaptic terminal, by reversibly tethering synaptic vesicles (SVs) to the actin cytoskeleton. However, many recent data have suggested novel functions for synapsins in other aspects of the pre-synaptic physiology, such as SV docking, fusion and recycling. Synapsin activity is tightly regulated by several protein kinases and phosphatases, which modulate the association of synapsins to SVs as well as their interaction with actin filaments and other synaptic proteins. In this context, synapsins act as a link between extracellular stimuli and the intracellular signalling events activated upon neuronal stimulation. Genetic manipulation of synapsins in various in vivo models has revealed that, although not essential for the basic development and functioning of neuronal networks, these proteins are extremely important in the fine-tuning of neuronal plasticity, as shown by the epileptic phenotype and behavioural abnormalities characterising mouse lines lacking one or more synapsin isoforms. In this review, we summarise the current knowledge about how the various members of the synapsin family are involved in the modulation of the pre-synaptic physiology. We give a comprehensive description of the molecular basis of synapsin function, as well as an overview of the more recent evidence linking mutations in the synapsin proteins to the onset of severe central nervous system diseases such as epilepsy and schizophrenia.

Le sinapsine sono una famiglia di fosfoproteine neuronali conservate dal punto di vista evolutivo in vertebrati e invertebrati. La loro funzione principale è modulare il rilascio di neurotrasmettitori al terminale pre-sinaptico, legando reversibilmente le vescicole sinaptiche (SVs) al citoscheletro di actina. Tuttavia, dati più recenti hanno suggerito altre nuove funzioni per le sinapsine in altri aspetti della fisiologia pre-sinaptica, come l’aggancio, la fusione e il riciclo delle vescicole sinaptiche. L’attività delle sinapsine è fortemente regolata da proteine chinasi e fosfatasi, le quali modulano l’associazione delle sinapsine alle vescicole sinaptiche e la loro interazione con filamenti di actina e altre proteine sinaptiche. In questo contesto, l’azione delle sinapsine funge come un legame tra stimoli extracellulari e gli eventi di segnalazione intracellulare attivati dalla stimolazione neuronale. La manipolazione genetica delle sinapsine in vari modelli in vivo ha rilevato che, sebbene non sia essenziale per lo sviluppo e il funzionamento di base delle reti neurali, queste proteine sono estremamente importanti nella fine regolazione della plasticità neuronale, come dimostrato dal fenotipo epilettico e dalle anomalie comportamentali che caratterizzano le linee di topi prive di una o più isoforme di sinapsine. In questa review abbiamo riassunto le conoscenze attuali riguardo come i vari membri della famiglia delle sinapsine siano coinvolti nella modulazione della fisiologia pre-sinaptica. Forniamo una descrizione completa delle basi molecolari della funzione delle sinapsine, come anche una generale descrizione delle evidenze più recenti che collegano le mutazioni delle proteine sinapsine all’insorgenza di gravi malattie del SNC come epilessia e schizofrenia.