Rodina proteinů ERM - ERM protein family - Wikipedia

Rodina Ezrin / radixin / moesin
1E5W.png
Krystalografické struktura N-terminální domény moesin.[1]
Identifikátory
SymbolERM
PfamPF00769
InterProIPR011259
SCOP21ef1 / Rozsah / SUPFAM

The Rodina proteinů ERM skládá se ze tří úzce souvisejících bílkoviny, ezrin,[2] radixin[3] a moesin.[4][5] Strom paralogy, ezrin, radixin a moesin, jsou přítomny u obratlovců, zatímco jiné druhy mají pouze jeden gen ERM. Proto u obratlovců tyto paralogy pravděpodobně vznikly duplikací genů.[6]

ERM proteiny jsou v průběhu evoluce vysoce konzervované. Více než 75% identity je pozorováno v N-terminál a C-terminál obratlovců (ezrin, radixin, moesin), Drosophila (dmoesin) a C. elegans (ERM-1) homology.[7]

Struktura

Molekuly ERM obsahují následující tři domén:[5]

  • N-terminál globulární doména, nazývaná také FERM doména (Pásmo 4.1, ezrin, radixin, moesin ). Doména FERM umožňuje proteinům ERM interagovat s integrálními proteiny plazmatické membrány nebo proteiny lešení lokalizovanými pod plazmatickou membránou.[6] Doména FERM se skládá ze tří subdomén (F1, F2, F3), které jsou uspořádány jako čtyřlístek.
  • prodloužena alfa-šroubovice doména.
  • účtováno C-terminál doména. Tato doména zprostředkovává interakci s F-aktin.

Ezrin, radixin a moesin také obsahují polyprolin oblast mezi centrálními spirálovitými a C-koncovými doménami.

Funkce

Zesíťování proteinů ERM aktin vlákna s plazmatické membrány. Společně se lokalizují s CD44 na místech interakce aktinového vlákna s plazmatickou membránou asociovaných s CD44 prostřednictvím jejich N-koncových domén a s aktinovými vlákny prostřednictvím jejich C-koncových domén.[5][8]

Na protein ERM moesin se přímo váže mikrotubuly prostřednictvím své N-terminální domény FERM in vitro a stabilizuje mikrotubuly v buněčné kůře in vivo. Tato interakce je nutná pro specifické funkce závislé na ERM v mitóze.[9]

Aktivace

ERM proteiny jsou vysoce regulované proteiny. Existují ve dvou formách:[6][7]

  • doména FERM je schopna interagovat s vazebným místem pro F-aktin a tato interakce typu hlava-ocas udržuje proteiny ERM ve složené formě; v tomto stavu jsou proteiny ERM neaktivní skládání zabraňuje buď integrální vazbě proteinu, nebo vazbě aktinu.
  • pokud je tato interakce hlava-ocas narušena, ERM proteiny se rozvinou, což vede k otevřené a aktivní konformace.

V buňkách kultury vykazují proteiny ERM hlavně skládanou konformaci (asi 80-85%[10]).

Současný model aktivace proteinů ERM je dvoustupňový mechanismus:[11]

  • Za prvé, fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát interakce na plazmatické membráně indukuje předběžné otevření molekuly ERM
  • Potom dosud neidentifikovaná kináza fosforyluje threonin lokalizovaný ve vysoce konzervativní oblasti C-terminální domény. Fosfát stabilizuje otevření molekuly.

Reference

  1. ^ PDB: 1E5W​; Edwards SD, Keep NH (červen 2001). „Krystalová struktura 2,7 Á aktivované FERM domény moesinu: analýza strukturálních změn při aktivaci“. Biochemie. 40 (24): 7061–8. doi:10.1021 / bi010419h. PMID  11401550.
  2. ^ Bretscher A (srpen 1983). „Čištění 80 000 daltonového proteinu, který je součástí izolovaného cytoskeletu microvillus, a jeho lokalizace v nesvalových buňkách“. J. Cell Biol. 97 (2): 425–32. doi:10.1083 / jcb.97.2.425. PMC  2112519. PMID  6885906.
  3. ^ Tsukita S, Hieda Y, Tsukita S (červen 1989). „Nový protein s ostnatým zakončením o délce 82 kD (radixin) lokalizovaný ve spojení adherenů mezi buňkami: čištění a charakterizace“. J. Cell Biol. 108 (6): 2369–82. doi:10.1083 / jcb.108.6.2369. PMC  2115614. PMID  2500445.
  4. ^ Lankes W, Griesmacher A, Grünwald J, Schwartz-Albiez R, Keller R (květen 1988). „Protein vázající heparin podílející se na inhibici proliferace buněk hladkého svalstva“. Biochem. J. 251 (3): 831–42. doi:10.1042 / bj2510831. PMC  1149078. PMID  3046603.
  5. ^ A b C Tsukita S, Yonemura S, Tsukita S (únor 1997). „ERM proteiny: regulace interakce membrány aktin-plazma mezi hlavou a ocasem“. Trends Biochem. Sci. 22 (2): 53–8. doi:10.1016 / S0968-0004 (96) 10071-2. PMID  9048483.
  6. ^ A b C Bretscher A, Edwards K, Fehon RG (srpen 2002). "ERM proteiny a merlin: integrátory v buněčné kůře". Nat Rev Mol Cell Biol. 3 (8): 586–99. doi:10.1038 / nrm882. PMID  12154370. S2CID  26970178.
  7. ^ A b Fiévet B, Louvard D, Arpin M (květen 2007). "ERM proteiny v organizaci a funkcích epiteliálních buněk". Biochim Biophys Acta. 1773 (5): 653–60. doi:10.1016 / j.bbamcr.2006.06.013. PMID  16904765.
  8. ^ Yonemura S, Hirao M, Doi Y, Takahashi N, Kondo T, Tsukita S, Tsukita S (únor 1998). „Proteiny Ezrin / Radixin / Moesin (ERM) se vážou na pozitivně nabitý klastr aminokyselin v cytoplazmatické doméně Juxta-Membrána CD44, CD43 a ICAM-2“. J. Cell Biol. 140 (4): 885–95. doi:10.1083 / jcb.140.4.885. PMC  2141743. PMID  9472040.
  9. ^ Solinet S, Mahmud K, Stewman SF, Ben El Kadhi K, Decelle B, Talje L, Ma A, Kwok BH, Carreno S (červenec 2013). „Aktin vázající ERM protein Moesin se váže na a stabilizuje mikrotubuly v buněčné kůře“. J. Cell Biol. 202 (2): 251–60. doi:10.1083 / jcb.201304052. PMC  3718980. PMID  23857773.
  10. ^ Gautreau A, Louvard D, Arpin M (červenec 2000). „Morfogenní účinky Ezrinu vyžadují přechod z oligomeru na monomery v plazmové membráně indukovaný fosforylací“. J. Cell Biol. 150 (1): 193–203. doi:10.1083 / jcb.150.1.193. PMC  2185562. PMID  10893267.
  11. ^ Fievet BT, Gautreau A, Roy C, Del Maestro L, Mangeat P, Louvard D, Arpin M (březen 2004). „Vazba fosfoinositidu a fosforylace působí postupně v aktivačním mechanismu ezrinu“. J. Cell Biol. 164 (5): 653–9. doi:10.1083 / jcb.200307032. PMC  2172172. PMID  14993232.