Novel Kv3 glycoforms differentially expressed in adult mammalian brain contain sialylated N-glycans

摘要

The N-glycan pool of mammalian brain contains remarkably high levels of sialylated N-glycans. This study provides the first evidence that voltage-gated K+ channels Kv3.1, Kv3.3, and Kv3.4, possess distinct sialylated N-glycan structures throughout the central nervous system of the adult rat. Electrophoretic migration patterns of Kv3.1, Kv3.3, and Kv3.4 glycoproteins from spinal cord, hypothalamus, thalamus, cerebral cortex, hippocampus, and cerebellum membranes digested with glycosidases were used to identify the various glycoforms. Differences in the migration of Kv3 proteins were attributed to the desialylated N-glycans. Expression levels of the Kv3 proteins were highest in cerebellum, whereas those of Kv3.1 and Kv3.3 were much lower in the other 5 regions. The lowest level of Kv3.1 was expressed in the hypothalamus, whereas the lowest levels of Kv3.3 were expressed in both thalamus and hypothalamus. The other regions expressed intermediate levels of Kv3.3, with spinal cord expressing the highest. The expression level of Kv3.4 in the hippocampus was slightly lower than that in cerebellum, and was closely followed by the other 4 regions, with spinal cord expressing the lowest level. We suggest that novel Kv3 glycoforms may endow differences in channel function and expression among regions throughout the central nervous system.nnLe pool de N-glycanes du cerveau des mammifères contient des quantités particulièrement élevées de N-glycanes sialylés. Cette étude présente la première preuve que les canaux potassiques dépendants du voltage Kv3.1, Kv3.3, et Kv3.4 possèdent des structures de N-glycanes sialylés distinctes à travers le système nerveux central du rat adulte. Les patrons de migration en électrophorèse des glycoprotéines Kv3.1, Kv3.3, et Kv3.4 de la membrane de la moelle épinière, de l'hypothalamus, du thalamus, du cortex cérébral, de l'hippocampe et du cervelet, digérées par des glycosidases, ont été utilisés pour identifier les différentes formes glycosylées. Les différences de migration des protéines Kv3 étaient dues aux N-glycanes dé-sialylés. Les niveaux d'expression des protéines Kv3 étaient les plus élevés dans le cervelet. En ce qui concerne les protéines Kv3.1 et Kv3.3, leurs niveaux d'expression étaient beaucoup plus faibles dans les cinq autres régions. L'hypothalamus exprimait le niveau le plus faible de Kv3.1 alors les niveaux de protéine Kv3.3 les plus faibles se trouvaient dans le thalamus et l'hypothalamus. Les autres régions exprimaient des quantités intermédiaires de Kv3.3, la moelle épinière en exprimant le plus. Le niveau d'expression de Kv3.4 dans l'hippocampe était légèrement plus faible que dans le cervelet, suivi des quatre autres régions, la moelle épinière en exprimant le moins. Nous suggérons que les nouvelles formes glycosylées de Kv3 puissent être responsables des différences observées entre les différentes régions du système nerveux central relativement à la fonction et à l'expression des canaux.