Bisherige Arbeiten zu Neurexinen und Neuroliginen haben noch nicht überzeugend die Frage beantwortet, ob sie neben der essentiellen Rolle in der Regulation von Neurotransmission (siehe Projekt 1) auch einen signifikanten Einfluss auf die primäre Bildung von Synapsen (Synaptogenese) haben und welcher Signalweg dabei eine Rolle spielen könnte.

Eine synaptogenetische Aktivität wurde für Neurexine und ihre Bindungspartner Neuroligine experimentell bislang nur in Zellkultur demonstriert. Da diese Fähigkeit, durch Überexpression die Bildung von neuen Synapsen zu initiieren, stets von der intakten Bindung zwischen Neurexinen und Neuroliginen abhängt, haben wir durch strukturbiologische Modellierung und daraus abgeleiteten Mutageneseexperimenten die molekularen Determinanten des Ca²⁺-abhängigen Neurexin/Neuroligin Komplexes bestimmt und eine überraschende Position für das Neuroligin Interface gefunden: Überwiegend hydrophobe Aminosäuren umgeben eine relevante Ca²⁺ Bindungsstelle innerhalb der sogenannten LNS Domäne der Neurexine, sodass gebundenes Ca²⁺ von den beiden Proteinen wie in einem Sandwich umgeben und die Protein-Protein Bindung durch hydrophobe Wechselwirkungen vermittelt wird.

Zukünftig möchten wir daher versuchen, durch Mutation einzelner essentieller Aminosäuren die Effekte zu differenzieren, die z.B. die Bindung von Ca²⁺ bzw. Neuroligin für die vermuteten Neurexinfunktionen haben.