MDia1

Białkowy diafaniczny homolog 1
1z2c asr r 500.jpeg
Struktura krystaliczna mDIA1 GBD-FH3 w kompleksie z
identyfikatorami RhoC-GMPPNP
Symbol mDia1
Alt. symbolika DRF1
WPB 1z2c
RefSeq NP_031884.1
UniProt o08808
Szukaj
Struktury Model szwajcarski
Domeny InterPro

mDia1 (znany również jako Dia1 , Drf1 dla Forminy-1 związanej z Diaphanous , Diaph1 , KIAA4062 , p140mDia , mKIAA4062 lub D18Wsu154e ) jest członkiem rodziny białek zwanych forminami i jest efektorem Rho . Jest to mysia wersja przeźroczystego homologu 1 Drosophila. mDia1 lokalizuje się na wrzecionie mitotycznym i środkowej części komórki, odgrywa rolę w tworzeniu włókien stresowych i filopodiów, fagocytozie, aktywacji czynnika odpowiedzi surowicy, tworzeniu połączeń przylegających i może działać jako czynnik transkrypcyjny. mDia1 przyspiesza zarodkowanie i wydłużanie aktyny poprzez interakcję z kolczastymi końcami (szybko rosnącymi końcami) włókien aktynowych . Gen kodujący mDia1 znajduje się na chromosomie 18 Mus musculus i nosi nazwę Diap1 .

mDia1 jest wysoce homologiczny do Drosophila diaphanous, regulując pierścień cytokinetyczny podczas cytokinezy. Znane są również homologi innych gatunków, takie jak ludzki DIAP1, pączkujące drożdże Bni1 lub drożdże rozszczepialne Cdc12p.

Gen został znokautowany u myszy.

Struktura

Ryc. 1 Domeny mDia1 pokazane ze względnymi różnicami długości

Produkt genu Diap1 ( Diaph1 ) składa się z 1255 aminokwasów , co daje masę cząsteczkową 139 343 daltonów. Łańcuch polipeptydowy mDia1 można podzielić na cztery domeny białkowe:

  • GBD/FH3 ( Rho GTPaza - domena wiążąca/homologia forminy 3) domena (długość 366 aminokwasów): pozycje 75-440
  • Domena FH1 (homologia formyny 1) (długość 162 aminokwasów): pozycje 586-747
  • Domena FH2 (homologia formyny 2) (długość 403 aminokwasów): pozycje 752-1154
  • DAD (przeźroczysta domena autoregulacyjna) (długość 29 aminokwasów): pozycje 1177-1205

Odkryto trzy dodatkowe domeny:

  • cewka spiralna (długość 103 aminokwasów): pozycje 460-562
  • cewka spiralna (długość 153 aminokwasów): pozycje 1027-1179
  • Domena bogata w Arg/Lys (długość 4 aminokwasów): pozycje: 1196-1199

Region aktywny C-końca składa się z homologii forminy 1 i 2 (FH1 i FH2) oraz domeny autoregulacyjnej Dia (DAD). Przewiduje się, że domena FH1 będzie podobna do liny i zawiera miejsca wiązania dla profilina -aktyna. Sąsiadująca domena FH2 tworzy razem z domeną FH2 drugiej cząsteczki mDia1 dimer w kształcie pączka od głowy do ogona, który otacza kolczasty koniec włókna aktynowego. Zatem domena FH2 ma zdolność do dimeryzacji.

N-koniec składa się z domeny wiążącej GTPazę Rho (GBD), która jest połączona z homologią forminy 3 (FH3).

DAD może pośredniczyć w autoinhibicji poprzez interakcje z domeną hamującą Dia (DID), która jest subdomeną domeny GDB/FH3 (patrz rozdział Regulacja).

Rozporządzenie

Autoinhibicję uzyskuje się przez wiązanie C-końcowego DAD z N-końcowym DID. Ta interakcja hamuje zdolność FH2 do tworzenia aktyny . Rho-GTP wiąże się z domeną GDB i zakłóca interakcję DAD-DID, promując w ten sposób składanie aktyny. Ale to wymaga wysokich stężeń Rho-GTP, które mogą nie być fizjologiczne. Stąd wydaje się, że uwolnienie mDia1 z autoinhibicji wymaga niespecyficznych czynników związanych z błoną, które współpracują z Rho-GTP.

Kilka białek wiążących może regulować lokalizację i aktywność mDia1:

  • ABI1: Pomaga zlokalizować mDia1 do lamellipodiów, filopodiów i zrostów komórkowych
  • CLIP 170: Wiąże domenę FH2 i rekrutuje mDia1 do miejsc fagocytozy
  • Gα12/13: Pomaga zlokalizować mDia1 do krawędzi natarcia migrujących komórek
  • RhoA: Wymagane do lokalizacji mDia1 na złączach przylegających i częściowo usuwa automatyczne hamowanie mDia
  • RhoB: pomaga zlokalizować mDia1 do endosomów

Ponadto wydaje się, że białko rusztowania ( IQGAP1 ) ma wpływ na mDia1. IQGAP1 reguluje lokalizację mDia1 do krawędzi natarcia komórek. Jedyny testowany krótki C-końcowy fragment IQGAP1 (aa 1503 do 1657) nie aktywował aktywności polimeryzacji aktyny mDia1 in vitro . Jednak ekspresja tego fragmentu w makrofagach zmniejszała fagocytozę. Zatem pozostaje otwarte, jeśli IQGAP1 wpływa bezpośrednio na aktywność mDia1, tak jak ma to miejsce w przypadku NWASP.

Mechanizm

Zarodkowanie

W przeciwieństwie do kompleksu Arp 2/3, forminy zarodkują powstawanie nierozgałęzionych włókien aktynowych. Domenom FH2 brakuje podobieństwa strukturalnego do aktyny, ale mogą wiązać monomery aktyny z bardzo słabym powinowactwem. Dimer FH2 zarodkuje zespół włókien poprzez bezpośrednią interakcję i stabilizację półproduktów polimeryzacji aktyny (dimerów i trimerów).

Wydłużenie

Dimer forminy pozostaje stale związany z dodatnim końcem filamentu aktynowego pomimo trwającej polimeryzacji. Jedna forma dimeru odłącza się od kolczastego końca, aby zrobić następny krok, podczas gdy druga forma dimeru pozostaje związana. W ten sposób dimer forminy procesowo dodaje monomery aktyny do kolczastego końca i są stale obecne na kolczastym końcu filamentu aktynowego (procesowe zakrywanie). Domena FH1 rekrutuje monomery aktyny poprzez profilinę wiąże, ale nie promuje zarodkowania. Badania wykazały, że domeny FH2 chronią szybko wydłużające się kolczaste końce włókien przed ogromnymi molowymi nadmiarami białek czapeczek aktynowych. Dokładne mechanizmy zarodkowania włókien aktynowych pozostają obszarem aktywnych badań.

Szybkość ruchu FH2 podczas wydłużania na włóknie aktyny odpowiada szybkości dodawania podjednostek aktyny, która może przekraczać 100 podjednostek na sekundę.

Profilina jako wszechobecne białko wiążące aktynę jest związane z większością monomerów aktyny w komórkach. Interakcje między profiliną-aktyną a FH1 mogą przyspieszyć wydłużenie kolczastych końców zakończonych czapeczką FH2.

Funkcjonować

Białko mDia1 homologii forminy jest białkiem efektorowym GTPazy Rho , które wydaje się być powszechnie obecne w komórkach eukariotycznych i bierze udział w:

Włókna stresowe to struktury akto-miozynowe, które są ważne dla ustanowienia napięcia komórkowego, a tym samym trakcji, aby przesunąć komórkę do przodu; w tym drugim pośredniczy adhezja komórek . Włókna stresowe to wiązki około 20 aktynowych połączonych przez niemięśniową miozynę II. Badania in vitro wykazały, że mDia1 gromadzi włókna stresowe poniżej Rho . Analiza obrazowania żywych komórek wykazała, że ​​mDia1 rzeczywiście gromadzi włókna stresowe, które są połączone na jednym końcu z ogniskowymi zrostami , gdzie zachodzi polimeryzacja aktyny. Później wykazano, że montaż włókien stresowych w zrostach ogniskowych przez mDia1 sprzyja ich wzrostowi i stabilizacji, co sugeruje, że mDia1 wywiera wpływ na interakcje komórek z ich środowiskiem.

Forminy regulują endocytozę . mDia 1 lokalizuje się w endosomach i reguluje tworzenie kubków fagocytarnych w makrofagach .

mDia1 (i mDia2) wydaje się stabilizować mikrotubule poprzez zmniejszanie wymiany podjednostek tubuliny na ich dodatnich końcach. Dokładny mechanizm nie jest jeszcze w pełni poznany. Jednak powinowactwo formin do aktyny jest znacznie większe niż do mikrotubul.

Katalizując polimeryzację aktyny i stabilizując mikrotubule , mDia1 odgrywa również ważną rolę w migracji komórek.

Odkrycie

mDia1 została odkryta jako p140mDia1 przez Watanabe i in. w 1997 jako dalszy efektor Rho . Bibliotekę cDNA zarodków myszy przeszukiwano w celu zidentyfikowania białka wiążącego RhoA-GTP przy użyciu systemu dwuhybrydowego drożdży . Ponadto wykazano, że p140mDia1 wiąże się z formą RhoA związaną z GTP jedynie przez wytrącanie z lizatów komórek Swiss 3T3. Watanabe i in. może również pokazać interakcję p140mDia1 z profiliną i kolokalizację RhoA, p140mDia i profiliny w pofałdowaniach błon ruchomych komórek.

Kolejne badanie przeprowadzone w 1997 roku przez Bione i in. ustalili związek między ludzką DIA a oogenezą, z defektem genu prowadzącym do przedwczesnej niewydolności jajników .

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MDia1&oldid=1124562489 ”