LIM doména - LIM domain
| LIM doména | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Struktura 4. LIM domény Pinch proteinu. Atomy zinku jsou zobrazeny šedě | |||||||||||
| Identifikátory | |||||||||||
| Symbol | LIM | ||||||||||
| Pfam | PF00412 | ||||||||||
| InterPro | IPR001781 | ||||||||||
| STRÁNKA | PDOC50178 | ||||||||||
| SCOP2 | 1 ctl / Rozsah / SUPFAM | ||||||||||
| CDD | cd08368 | ||||||||||
| |||||||||||
LIM doménajsou protein strukturální domény, složený ze dvou sousedících zinkový prst domény oddělené dvou-aminokyselina zbytek hydrofobní linker.[1] Struktura těchto domén se liší v závislosti na typu, jako je například LIM bohatý na cysteiny (LIN-11[2], Isl-1[2] a MEC-3[2]) domény obsahují určité čtyřboké koordinace na S3N a S.4.[2]
Objev
LIM domény jsou pojmenovány po svém počátečním objevení ve třech proteinech, které mají následující funkce;[3][2]
- Lin-11 - asymetrické rozdělení výbuchových buněk vulvy[2]
- Isl-1 - vývoj motorických neuronů neuroepiteliálních buněk[2]
- Mec-3 - diferenciace neuronů dotykových receptorů[2]
Role
Bylo prokázáno, že proteiny obsahující LIM-doménu hrají roli v cytoskeletální organizace, vývoj orgánů, regulace vývoje rostlinných buněk, specifikace buněčné linie a regulace genové transkripce.[4] Dysfunkční role domén LIM jsou onkogeneze, embryonální letalita a oddělení svalů.[4] Zprostředkovávají domény LIM interakce protein-protein které jsou rozhodující pro buněčné procesy. Například přímá síla aktivovaná F-aktin vazba pomocí LIM Domains je mechanismus mechanického snímání, kterým cytoskeletální napětí může řídit nukleární lokalizaci.[5] To obvykle zahrnuje působit jako konzervovaný skelet pro rozpoznávání cílových proteinů.[4]
Sekvenování a interakce proteinů
LIM domény mají velmi odlišné divergentní sekvence, na rozdíl od určitých klíčových zbytků. Sekvenční divergence umožňuje naroubovat velké množství různých vazebných míst na stejnou základní doménu. Konzervované zbytky jsou ty, které se podílejí na zinek vazba nebo hydrofobní jádro proteinu. Dva ionty zinku budou primárně sloužit pro strukturu domény, jak je vidět na CRP1 a CRIP.[4] Domény mají také specifickou afinitu k zinku.[4] Sekvenční podpis domén LIM je následující:
[C] - [X]2–4- [C] - [X]13–19- [W] - [H] - [X]2–4- [C] - [F] - [LVI] - [C] - [X]2–4- [C] - [X]13–20-C- [X]2–4-[C]
LIM domény se často vyskytují v násobcích, jak je vidět u proteinů, jako jsou TES, LMO4, a mohou být také připojeny k jiným doménám, aby jim byla udělena vazebná nebo zacílovací funkce, jako je LIM-kináza.
Klasifikace
LIM nadtřída genů byla rozdělena do 14 tříd: ABLIM, CRP, ENIGMA, EPLIN, LASP, LHX, LMO, LIMK, LMO7, MICAL, PXN, PINCH, TES a ZYX. Šest z těchto tříd (tj. ABLIM, MICAL, ENIGMA, ZYX, LHX, LM07) vzniklo v kmenové linii zvířat a předpokládá se, že tato expanze významně přispěla k původu mnohobuněčnosti zvířat.[6]
Kromě linie zvířat existuje celá třída plánovaných genů LIM, které byly klasifikovány do čtyř různých tříd: WLIM1, WLIM2, PLIM1, PLIM2 a FLIM (XLIM).[7] Ty jsou tříděny do 4 různých podrodin: αLIM1, βLIM1, γLIM2 a δLIM2.[7] Subclady αLIM1 zahrnují PLIM1, WLIM1 a FLIM (XLIM).[7] βLIM1 je nová podrodina, takže neexistují žádné současné rozlišitelné subklady.[7] γLIM2 subklady obsahují WLIM2 a PLIM2.[7] Konečná podrodina δLIM2 obsahuje WLIM2 a PLIM2.[7]
LIM domény se také nacházejí v různých bakteriálních liniích, kde jsou obvykle fúzovány s a metalopeptidáza doména. Některé verze ukazují fúze s neaktivní P-smyčkovou NTPázou na jejich N-konci a jedinou transmembránovou šroubovicí. Tyto fúze domén naznačují, že prokaryotické LIM domény pravděpodobně regulují zpracování proteinů na buněčné membráně. Syntaxe architektury domény je pozoruhodně paralelní se syntaxí prokaryotických verzí B-box zinkový prst a AN1 zinkový prst domén.[8]
Proteiny obsahující LIM doménu slouží mnoha specifickým funkcím v buňkách, jako je adherens křižovatka, cytoarchitektura, specifikace polarita buněk, jaderně-cytoplazmatické pendlování a obchodování s bílkovinami.[3] Tyto domény lze nalézt v eukaryoech, rostlinách, zvířatech, houbách a mycetozoa.[4] Byl klasifikován jako A, B, C a D.[4] Tyto klasifikace jsou dále tříděny do tří skupin.
Skupina 1
Tato skupina obsahuje LIM doménové třídy A a B.[4] Obvykle jsou fúzovány s jinými funkčními doménami, jako jsou kinázy.[4] Podtřídami pro tyto domény jsou transkripční faktory LIM-homeodomény, proteiny LMO a LIM kinázy.[4]
Faktory transkripce LIM-homeodomény
Mají multifunkčnost zaměřenou především na vývoj nervového systému, aktivaci transkripce a specifikaci osudu buněk během vývoje.[3][4] Nervový systém se při diferenciaci biosyntetických drah neurotransmiteru spoléhá na typ domény LIM.[3]
LMO proteiny
Tyto proteiny se zaměřují na celkový vývoj více typů buněk, stejně jako na onkogenezi a regulaci transkripce.[3] Bylo zjištěno, že k onkogenezi dochází v důsledku exprese LM01 a LMO2 u pacientů s leukemií T-buněk.[3][4]
LIM kinázy
Účelem těchto proteinů je založení a regulace cytoskeletu.[4] Regulace cytoskeletu těmito kinázami probíhá prostřednictvím fosforylace cofilin, což umožňuje akumulaci aktinových vláken.[4] Zejména bylo zjištěno, že jsou odpovědné za regulaci motilita buněk a morfogeneze.[3]
Skupina 2
Tato skupina obsahuje LIM doménu třídy C, které jsou typicky lokalizovány v cytoplazmě.[3][4] Tyto domény jsou interně duplikovány se dvěma kopiemi na protein.[4] Rovněž jsou každému podobnější než třídy A a B.[4]
Proteiny bohaté na cystein
Existují tři různé proteiny bohaté na cystein.[4] Účelem těchto proteinů je jejich role v myogeneze a svalová struktura.[4] I když bylo zjištěno, že strukturální role hraje ve více typech buněk.[4] Každý z proteinů CRP je aktivován během myogeneze.[4] CRP 3 hraje roli ve vývoji myoblastů, zatímco CRP 1 je aktivní ve fibroblastových buňkách.[4] CRP 1 má více rolí spojených s aktinovými vlákny a liniemi z myofibers.[3]
Skupina 3
Tato skupina obsahuje pouze třídu D, které jsou obvykle lokalizovány v cytoplazmě.[4][3] Tyto proteiny LIM obsahují 1 až 5 domén.[4] Tyto domény mohou mít další funkční domény nebo motivy.[4] Tato skupina je omezena na tři různé adaptační proteiny: zyxin, paxillin a PINCH.[4] Každá z nich má odlišný počet LIM domén s 3, 4 a 5.[4] Jsou považovány za adaptační proteiny související s adhezivními plaky, které regulují tvar buněk a šíří se prostřednictvím odlišných interakcí protein-protein zprostředkovaných LIM.[4]
Interakce protein-protein
LIM-HD a LMO
Tyto proteiny jsou tvořeny interakcí Rodiny vazeb LIM domén které jsou vázány LIM1.[4] LIM-Ldb interaguje za vzniku různých heterodimerů LIM-HD.[4] To bude obvykle tvořit oblast LIM-LID, která interaguje s proteiny LIM.[4] Je známo, že LIM-HD určuje během vývoje odlišné identity pro motorické neurony.[4] Bylo zjištěno, že váže LMO1, LMO2, Lhx1, Isl1 a Mec3.[4] Bylo zjištěno, že LMO2 je lokalizován v jádru, které se podílí na vývoji erytroidů, zejména v játrech plodu.[3][2]
Zyxin
Tento protein je lokalizován mezi cytoplazmou a jádrem pomocí pendlování.[3] Zaměřuje se na pohyb mezi místy adheze buněk a jádrem.[3] Zinkové prsty domény LIM budou fungovat nezávisle.[4] Zyxin má řadu vazebných partnerů, jako je CRP, a-aktinin, protoonkogen Vav, p130 a členové rodiny proteinů Ena / VASP.[4] Známé interakce zyxinu jsou mezi Ena / VASP a CRP1.[4] LIM1 odpovídá za uznání CRP1, ale spolupracuje s LIM2 na vazbě na zyxin.[4] Ena / VASP váže profilin, o kterém je známo, že působí jako protein polymerizující aktiny.[4] Komplex zyxin-VASP zahájí polymeraci aktinu pro cytoskeletální strukturu.[4][2]
Paxillin
Tento protein je lokalizován v cytoplazmě v místech fokální adheze.[3] Funguje jako centrální protein pro mastné kyseliny a rozvoj cystoskeletální struktury.[4][2] V mastných kyselinách působí jako lešení pro mnoho vazebných partnerů.[4] LIM doména na c-konci váže protein tyrosin fosfatázu-PEST.[4] PTP-PEST se váže na c-koncích LIM 3 a 4, aby rozložil mastné kyseliny, což povede k modulaci regionů zaměřených na mastné kyseliny.[4] Rozsah vazby bude záviset na LIM 2 a 4.[4] K tomu dojde po defosforylaci p130 a paxillinu.[4]
HÁDANKA
Tento protein je lokalizován v cytoplazmě, která slouží při signalizaci a obchodování s proteiny.[3][2] Struktura tohoto proteinu obsahuje tři LIM domény na c-konci.[4] Bude se vázat na internalizační motiv inzulinového receptoru (InsRF) v LIM doméně 3.[4] LIM doména 2 váže tyrosinkinázu receptoru Ret.[4]
PINCH
Tento protein je lokalizován v cytoplazmě a jádru.[3] Je zodpovědný za ovlivňování specifických spojů svalových adherentů a mechanosenzorických funkcí neuronů dotykových receptorů.[3] Proteinová sekvence v LIM doménách je spojena s velmi krátkými interdoménovými peptidy a c-terminální extenzí s vysokým množstvím pozitivních nábojů.[4] Protein má několik funkcí, dokonce se projevuje v senescentních antigenech enrythrocytů.[4] Může se vázat na ankyrinové repetiční domény kinázy spojené s integrinem.[4] Také LIM doména 4 PINCH se může vázat na protein Nck2, aby fungovala jako adaptér.[4]
Reference
- ^ Kadrmas JL, Beckerle MC (listopad 2004). "Doména LIM: od cytoskeletu k jádru". Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie. 5 (11): 920–31. doi:10.1038 / nrm1499. PMID 15520811. S2CID 6030950.
- ^ A b C d E F G h i j k l Gill GN (prosinec 1995). "Záhada LIM domén". Struktura. 3 (12): 1285–9. doi:10.1016 / S0969-2126 (01) 00265-9. PMID 8747454.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q Bach I (březen 2000). Msgstr "Doména LIM: regulace podle asociace". Mechanismy rozvoje. 91 (1–2): 5–17. doi:10.1016 / S0925-4773 (99) 00314-7. PMID 10704826. S2CID 16093470.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q r s t u proti w X y z aa ab ac inzerát ae af ag ah ai aj ak al dopoledne an ao ap vod ar tak jako v au av aw sekera ano az Iuchi S, Kuldell N (6. března 2007). Proteiny ze zinku: Od atomového kontaktu k buněčné funkci. Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-27421-8.
- ^ Sun, X., Phua, D. Y., Axiotakis, L., Smith, M. A., Blankman, E., Gong, R., ... & Alushin, G. M. (2020). Mechanosenzování prostřednictvím přímé vazby napjatého F-aktinu doménami LIM. Vývojová buňka. doi:10.1016 / j.devcel.2020.09.022
- ^ Koch BJ, Ryan JF, Baxevanis AD (březen 2012). „Diverzifikace nadtřídy LIM na základně metazoa zvýšila subcelulární složitost a podpořila mnohobuněčnou specializaci“. PLOS ONE. 7 (3): e33261. Bibcode:2012PLoSO ... 733261K. doi:10.1371 / journal.pone.0033261. PMC 3305314. PMID 22438907.
- ^ A b C d E F Cheng X, Li G, Muhammad A, Zhang J, Jiang T, Jin Q a kol. (Únor 2019). „Molekulární identifikace, fylogenomická charakterizace a analýza vzorců exprese rodiny genů LIM (LIN-11, Isl1 a MEC-3) v hrušce (Pyrus bretschneideri) odhalily její potenciální roli v metabolismu ligninu“. Gen. 686: 237–249. doi:10.1016 / j.gene.2018.11.064. PMID 30468911.
- ^ Burroughs AM, Iyer LM, Aravind L (červenec 2011). „Funkční diverzifikace prstu RING a dalších dvoujaderných houslových klíčových domén u prokaryot a časný vývoj systému ubikvitinu“. Molekulární biosystémy. 7 (7): 2261–77. doi:10.1039 / C1MB05061C. PMC 5938088. PMID 21547297.