Gelsolin (buněčný) - Gelsolin (cellular)

GSN
Protein GSN PDB 1c0f.png
Dostupné struktury
PDBHledání ortologu: PDBe RCSB
Identifikátory
AliasyGSN, Gsn, ADF, AGEL, gelsolin
Externí IDOMIM: 137350 MGI: 95851 HomoloGene: 147 Genové karty: GSN
Exprese RNA vzor
PBB GE GSN 214040 s na fs.png

PBB GE GSN 200696 s na fs.png
Další údaje o referenčních výrazech
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

2934

227753

Ensembl

ENSG00000148180

ENSMUSG00000026879

UniProt

P06396

P13020

RefSeq (mRNA)
RefSeq (protein)
Místo (UCSC)n / aChr 2: 35,26 - 35,31 Mb
PubMed Vyhledávání[2][3]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Gelsolin je aktin - vazebný protein, který je klíčovým regulátorem montáže a demontáže aktinového vlákna. Gelsolin je jedním z nejsilnějších členů gelsolinu oddělujícího aktiny /villin superrodina, protože se dělí s téměř 100% účinností.[4][5]

Buněčný gelsolin, nalezený v cytosol a mitochondrie,[6] má úzce související vylučovanou formu, Plazmatický gelsolin, který obsahuje další 24 AA N-koncovku.[7][8] Schopnost plazmatického gelsolinu oddělit se aktinová vlákna pomáhá tělu zotavit se z nemoci a zranění, které propouští buněčný aktin do krve. Navíc hraje v hostiteli důležité role imunita, aktivace makrofágy a lokalizace zánět.

Struktura

Gelsolin
PDB 1pd0 EBI.jpg
krystalová struktura podjednotky copii coat, sec24, komplexovaná s peptidem z bílkoviny sed5 (kvasnicový syntaxin-5)
Identifikátory
SymbolGelsolin
PfamPF00626
Pfam klanCL0092
InterProIPR007123
SCOP21vil / Rozsah / SUPFAM

Gelsolin je protein 82 kD se šesti homologními subdoménami, označovaný jako S1-S6. Každá subdoména se skládá z pětičlenného řetězce β-list, lemovaný dvěma α-šroubovice, jeden umístěný kolmo vzhledem k pramenům a druhý umístěný paralelně. Β-listy tří N-terminál subdomény (S1-S3) se spojí a vytvoří prodloužený β-list, stejně jako β-listy C-terminál subdomény (S4-S6).[9]

Nařízení

Mezi lipid - vázající regulační proteiny aktinu, gelsolin (jako cofilin ) přednostně váže polyfosfoinositid (PPI).[10] Vazebné sekvence v gelsolinu se velmi podobají motivům v ostatních proteinech vázajících PPI.[10]

Aktivita gelsolinu je stimulována ionty vápníku (Ca2+).[5] Ačkoli si protein zachovává svoji celkovou strukturální integritu v aktivovaném i deaktivovaném stavu, šroubovitý ocas S6 se pohybuje jako západka v závislosti na koncentraci iontů vápníku.[11] C-koncový konec detekuje koncentraci vápníku v buňce. Když není Ca2+ přítomen, ocas S6 chrání aktinová vazebná místa na jedné ze spirál S2.[9] Když se iont vápníku naváže na ocas S6, narovná se a vystaví místa vázající aktin S2.[11] N-terminál je přímo zapojen do oddělování aktinu. S2 a S3 se vážou na aktin před vazbou S1 oddělují vazby aktin-aktin a uzavírají ostnatý konec.[10]

Gelsolin může být inhibován lokálním zvýšením koncentrace fosfatidylinositol (4,5) -bisfosfát (PIP.)2), PPI. Jedná se o dvoustupňový proces. Za prvé, (PIP2) váže se na S2 a S3 a inhibuje gelsolin z boční vazby aktinu. Poté (PIP2) váže se na gelsolinovou S1 a brání tomu, aby gelsolin odděloval aktin, ačkoli (PIP2) se neváže přímo na místo vázající aktin gelsolinu.[10]

Gelsolinův oddělování aktinu, na rozdíl od oddělování mikrotubuly podle katanin, nevyžaduje žádný další vstup energie.

Buněčná funkce

Jako důležitý regulátor aktinu hraje roli gelsolin podosome formace (spolu s Arp3, cortactin a Rho GTPázy).[12]

Gelsolin také inhibuje apoptóza stabilizací mitochondrie.[6] Před buněčnou smrtí mitochondrie normálně ztrácejí membránový potenciál a stane se více propustným. Gelsolin může bránit uvolňování cytochrom C., bránící zesílení signálu, které by vedlo k apoptóze.[13]

Aktin lze zesíťovat do a gel aktinem zesíťující proteiny. Gelsolin může z tohoto gelu udělat a sol, odtud název gelsolin.

Studie na zvířatech

Výzkum na myších naznačuje, že gelsolin, stejně jako jiné proteiny oddělující aktiny, není exprimován ve významné míře až po embryonální fáze - přibližně 2 týdny v myší embrya.[14] U dospělých vzorků je však gelsolin zvláště důležitý v pohyblivých buňkách, jako je krev krevní destičky. Myši s nulovým kódem gelsolin geny podstoupit normální embryonální vývoj, ale deformace jejich krevních destiček snížila jejich pohyblivost, což mělo za následek pomalejší reakci na hojení ran.[14]

Ukázalo se také, že nedostatečnost gelsolinu u myší způsobuje zvýšenou permeabilitu vaskulární plicní bariéry, což naznačuje, že gelsolin je důležitý v reakci na poranění plic.[15]

Související proteiny

Sekvence srovnání ukazují evoluční vztah mezi gelsolinem, villin, fragmin a severin.[16] Šest velkých opakujících se segmentů se vyskytuje v gelsolinu a villinu a 3 podobné segmenty v severinu a fragminu. Zatímco násobek opakuje dosud nemusí souviset s jakoukoli známou funkcí proteinů oddělujících aktin, nadčeleď Zdá se, že vyvinul od předků sekvence 120 až 130 aminokyselina zbytky.[16][4]

Asgard archaea kódovat mnoho funkčních gelsolinů.[17]

Interakce

Gelsolin je a cytoplazmatický, regulované vápníkem, modulující aktiny protein který se váže na ostnaté konce aktin vlákna, prevence monomer výměna (blokování konce nebo omezení).[18] To může podporovat nukleaci (montáž monomerů do vláken), stejně jako sever existující vlákna. Kromě toho se tento protein váže s vysokou afinitou k fibronektin. Plazmatický gelsolin a cytoplazmatický gelsolin jsou odvozeny od jediného gen alternativními iniciačními místy a diferenciálem sestřih.[7]

Bylo prokázáno, že gelsolin komunikovat s:

Viz také

Reference

  1. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000026879 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  3. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ A b Ghoshdastider U, Popp D, Burtnick LD, Robinson RC (listopad 2013). "Rozšiřující se nadrodina proteinů homologické domény gelsolinové". Cytoskelet. 70 (11): 775–95. doi:10,1002 / cm. 21149. PMID  24155256. S2CID  205643538.
  5. ^ A b Sun HQ, Yamamoto M, Mejillano M, Yin HL (listopad 1999). „Gelsolin, multifunkční regulační protein pro aktiny“. The Journal of Biological Chemistry. 274 (47): 33179–82. doi:10.1074 / jbc.274.47.33179. PMID  10559185.
  6. ^ A b Koya RC, Fujita H, Shimizu S, Ohtsu M, Takimoto M, Tsujimoto Y, Kuzumaki N (květen 2000). „Gelsolin inhibuje apoptózu blokováním ztráty potenciálu mitochondriální membrány a uvolňování cytochromu c“. The Journal of Biological Chemistry. 275 (20): 15343–9. doi:10.1074 / jbc.275.20.15343. PMID  10809769.
  7. ^ A b Kwiatkowski DJ, Stossel TP, Orkin SH, Mole JE, Colten HR, Yin HL (02.10.1986). „Plazmové a cytoplazmatické gelsoliny jsou kódovány jediným genem a obsahují duplikovanou doménu vázající aktin.“ Příroda. 323 (6087): 455–8. Bibcode:1986 Natur.323..455K. doi:10.1038 / 323455a0. PMID  3020431. S2CID  4356162.
  8. ^ Nag S, Larsson M, Robinson RC, Burtnick LD (červenec 2013). "Gelsolin: ocas molekulární gymnastky". Cytoskelet. 70 (7): 360–84. doi:10,1002 / cm. 211117. PMID  23749648. S2CID  23646422.
  9. ^ A b Kiselar JG, Janmey PA, Almo SC, Chance MR (duben 2003). „Vizualizace aktivace gelsolinu závislé na Ca2 + pomocí synchrotronové stopy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 100 (7): 3942–7. Bibcode:2003PNAS..100.3942K. doi:10.1073 / pnas.0736004100. PMC  153027. PMID  12655044.
  10. ^ A b C d Yu FX, Sun HQ, Janmey PA, Yin HL (červenec 1992). „Identifikace sekvence vázající polyfosfoinositid v doméně vázající aktinový monomer gelsolinu“. The Journal of Biological Chemistry. 267 (21): 14616–21. PMID  1321812.
  11. ^ A b Burtnick LD, Urosev D, Irobi E, Narayan K, Robinson RC (červenec 2004). „Struktura N-koncové poloviny gelsolinu vázaného na aktin: role při oddělování, apoptóze a FAF“. Časopis EMBO. 23 (14): 2713–22. doi:10.1038 / sj.emboj.7600280. PMC  514944. PMID  15215896.
  12. ^ Varon C, Tatin F, Moreau V, Van Obberghen-Schilling E, Fernandez-Sauze S, Reuzeau E a kol. (Květen 2006). „Transformující růstový faktor beta indukuje růžice podosomů v primárních aortálních endoteliálních buňkách“. Molekulární a buněčná biologie. 26 (9): 3582–94. doi:10.1128 / MCB.26.9.3582-3594.2006. PMC  1447430. PMID  16611998.
  13. ^ A b Kusano H, Shimizu S, Koya RC, Fujita H, Kamada S, Kuzumaki N, Tsujimoto Y (říjen 2000). „Lidský gelsolin předchází apoptóze inhibicí apoptotických mitochondriálních změn uzavřením VDAC“. Onkogen. 19 (42): 4807–14. doi:10.1038 / sj.onc.1203868. PMID  11039896.
  14. ^ A b Witke W, Sharpe AH, Hartwig JH, Azuma T, Stossel TP, Kwiatkowski DJ (duben 1995). „Hemostatické, zánětlivé a fibroblastové reakce jsou otupeny u myší bez gelsolinu“. Buňka. 81 (1): 41–51. doi:10.1016/0092-8674(95)90369-0. PMID  7720072.
  15. ^ Becker PM, Kazi AA, Wadgaonkar R, Pearse DB, Kwiatkowski D, Garcia JG (duben 2003). „Plicní vaskulární permeabilita a ischemické poškození u myší s nedostatkem gelsolinu“. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 28 (4): 478–84. doi:10.1165 / rcmb.2002-0024OC. PMID  12654637.
  16. ^ A b Way M, Weeds A (říjen 1988). „Nukleotidová sekvence vepřové plazmové gelsolinu. Porovnání proteinové sekvence s lidským gelsolinem a jinými proteiny, které oddělují aktiny, ukazuje silné homologie a důkazy o velkých vnitřních opakováních. Journal of Molecular Biology. 203 (4): 1127–33. doi:10.1016/0022-2836(88)90132-5. PMID  2850369.
  17. ^ Akıl C, Tran LT, Orhant-Prioux M, Baskaran Y, Manser E, Blanchoin L, Robinson RC (srpen 2020). „Pohledy na vývoj regulované dynamiky aktinů charakterizací primitivních proteinů gelsolin / cofilin z Asgard archaea“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 117 (33): 19904–19913. doi:10.1073 / pnas.2009167117. PMC  7444086. PMID  32747565.
  18. ^ Weeds AG, Gooch J, Pope B, Harris HE (listopad 1986). "Příprava a charakterizace prasečí plazmy a destičkových gelsolinů". European Journal of Biochemistry. 161 (1): 69–76. doi:10.1111 / j.1432-1033.1986.tb10125.x. PMID  3023087.
  19. ^ Chauhan VP, Ray I, Chauhan A, Wisniewski HM (květen 1999). "Vazba gelsolinu, sekrečního proteinu, na amyloid beta-protein". Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 258 (2): 241–6. doi:10.1006 / bbrc.1999.0623. PMID  10329371.
  20. ^ Nishimura K, Ting HJ, Harada Y, Tokizane T, Nonomura N, Kang HY a kol. (Srpen 2003). „Modulace transaktivace androgenových receptorů gelsolinem: nově identifikovaný koregulátor androgenových receptorů“. Výzkum rakoviny. 63 (16): 4888–94. PMID  12941811.
  21. ^ Wang Q, Xie Y, Du QS, Wu XJ, Feng X, Mei L a kol. (Únor 2003). „Regulace tvorby osteoklastických aktinových kruhů interakcí s gelsolinem na tyrolinkinázu 2 bohatou na prolin“. The Journal of Cell Biology. 160 (4): 565–75. doi:10.1083 / jcb.200207036. PMC  2173747. PMID  12578912.

externí odkazy