Motyw FFAT

Motyw FFAT (FFAT jest akronimem dwóch fenyloalaniny (FF) w przewodzie kwaśnym) to motyw sekwencji białkowej składający się z sześciu określonych aminokwasów plus sąsiednie reszty, który wiąże się z białkami z rodziny białek VAP .

Wstępna definicja

Klasyczny motyw FFAT został zdefiniowany na podstawie znalezienia sekwencji EFFDAxE w 16 różnych eukariotycznych białkach cytoplazmatycznych (gdzie E = glutaminian, F = fenyloalanina, D = asparaginian, A = alanina, x = dowolny aminokwas , zgodnie z jednolitym kod kwasu (patrz Tabela standardowych skrótów aminokwasów i właściwości aminokwasów ) We wszystkich przypadkach sekwencja rdzenia jest otoczona regionami bogatymi w kwasy D i E (stąd naładowane ujemnie), a także w reszty, które mogą uzyskać ujemne ładunek przez fosforylację (S i T – seryna i treonina) Jest to kwaśny układ o nazwie FFAT, który znajduje się głównie na końcu aminowym motywu rdzenia, ale w pewnym stopniu rozciąga się również na stronę końca karboksylowego Ponadto ten bezpośredni region jest prawie całkowicie pozbawiony reszt zasadowych (K i R – lizyna i arginina).

Samo odkrycie tych sekwencji sugerowało ważny związek funkcjonalny, ponieważ 13 z 16 białek ma tę samą ogólną funkcję: są białkami przenoszącymi lipidy (LTP). Należą do nich kilka homologów białka wiążącego oksysterol ( OSBP , zarówno u ludzi , jak i drożdży piekarskich , a także białko przenoszące ceramidy (CERT) – wcześniej znane jako białko wiążące antygen Goodpasture (GPBP) lub białko wiążące alfa-3 kolagenu typu IV ( COL4A3BP ) i Nir2/RdgB. Znaczenie tego zostało wzmocnione przez powiązane odkrycie w badaniu proteomicznym opublikowanym w Nature , gdzie wszystkie trzy białka w drożdżach piekarskich z motywami FFAT (Osh1p/Swh1p, Osh2p i Opi1p) były w kompleksach białkowych które zawierają Scs2p, homolog drożdży piekarskich VAPA i VAPB.Opisano również kompleksy między OSBP i VAPA .

Doprowadziło to do prostej hipotezy, że VAP bezpośrednio wiąże motywy FFAT, co zostało przetestowane przez biochemiczne oddziaływanie między oczyszczonymi składnikami, a później zostało potwierdzone przez analizę strukturalną kompleksów VAP-FFAT, zarówno za pomocą krystalografii rentgenowskiej, jak i NMR . Badanie krystalograficzne wykazało, że części FFAT, które najsilniej oddziałują z VAP, to F2 i A5, z których każda wiąże się w wysoce konserwatywnych kieszonkach w głównej domenie białka plemników VAP, która ma w pobliżu dużą elektrodą dodatnią. Badanie NMR wykazało proces „rzucania w locie”, w którym słaba niespecyficzna interakcja elektrostatyczna między VAP a przewodem kwaśnym poprzedza bardziej specyficzną interakcję o wysokim powinowactwie z EFFDAxE.

Znaczenie funkcjonalne dla ruchu lipidów w miejscach kontaktu z błoną

Ludzie mają trzy VAP : VAPA , VAPB i MOSPD2 . Wszystkie z nich mają wspólną konserwowaną główną domenę białkową plemnika w cytoplazmie , zakotwiczoną w błonie retikulum endoplazmatycznego przez w dużej mierze niestrukturalny łącznik prowadzący do domeny transbłonowej . MOSPD2 dodatkowo na swoim końcu aminowym ma domenę przenoszącą lipidy z rodziny domen CRAL/TRIO . Głównym homologiem drożdży jest Scs2p, który ma taką samą architekturę domeny jak VAPA i VAPB , a także jest integralnym białkiem błonowym retikulum endoplazmatycznego .

Wcześniej nie było wiadomo, że wiele białek z motywami FFAT jest kierowanych do retikulum endoplazmatycznego , z wyjątkiem OSBP i PITPNM1 (którego homolog muchy nazywa się RdgB). Zamiast tego były znane ze swojej lokalizacji w innych miejscach, zwłaszcza w trans Golgiego ( OSBP , Osh1p i CERT ) oraz w błonie komórkowej (Osh2p, Osh3p). Odkrycie, że białka te były również ukierunkowane na retikulum endoplazmatyczne , doprowadziło do znacznie bardziej szczegółowej analizy ich ukierunkowania i ujawniło, że wszystkie białka przenoszące lipidy zawierające FFAT są obecne zarówno w retikulum endoplazmatycznym , jak i ich innej docelowej sieci trans Golgiego lub błonie plazmatycznej ) w tym samym czasie, co można osiągnąć jedynie poprzez ich ukierunkowanie na miejsca kontaktu z błoną . Okazało się, że to odkrycie ma zastosowanie do wielu innych białek przenoszących lipidy , nawet tych, które nie zawierają motywów FFAT. To silnie sugeruje, że wewnątrzkomórkowy ruch lipidów odbywa się przez miejsca kontaktu z błoną .

Szersza definicja i motywy podobne do FFAT

Już na samym początku pierwotnej, wysoce ograniczonej definicji (EFFDAxE) było oczywiste, że inne aminokwasy mogą zastępować w pewnych pozycjach motywów FFAT innych homologów OSBP , CERT i PITPNM1 , w szczególności Y ( tyrozyna ) w miejscu F w pozycjach 2 i bardziej 3, także H (histydyna) w pozycji 3 i C (cysteina) lub V (walina) w pozycji 5. Do struktury krystalicznej zastosowano motyw podstawiony. Następnie w wariantach motywów FFAT znaleziono inne białka z dość rozbieżnymi resztami, w tym K (lizyna) w pozycji 3 w protrudynie. Podjęto próbę uszeregowania sekwencji podobnych do FFAT przez ocenę podstawień we wszystkich 6 pozycjach motywu rdzenia i liczby pobliskich reszt kwasowych (DEST). Wariantowe motywy podobne do FFAT opisano w ponad 10 nowych białkach, w szczególności w białkach kotwiących kinazy A (AKAP) AKAP3 i AKAP11 , które tworzą rusztowanie dla kinazy białkowej A i wielu interakcji. Odkrycie to zostało później potwierdzone przez znalezienie kilku członków rodziny AKAP i rodziny kinaz białkowych A w kompleksach białkowych z VAPB . Wskazuje to, że cAMP jest kolejną aktywnością komórkową obejmującą małe cząsteczki, która jest regulowana w miejscach kontaktu z błoną , wraz z ruchem jonów lipidów i wapnia .

Ostatnie badania ujawniły dwa nowe motywy podobne do FFAT: fosfo-FFAT i FFNT (dwie fenyloalaniny (FF) w przewodzie neutralnym). Motywy fosfo-FFAT zawierają serynę (S) lub treoninę (T) w pozycji 4 zamiast asparaginianu (D), który jest fosforylowany w celu interakcji z VAPA i VAPB. W przeciwieństwie do motywów FFAT i fosfo-FFAT, motywy FFNT oddziałują głównie z MOSPD1 i MOSPD3 , dwoma homologami VAPA, VAPB i MOSPD2.

Notatki

Ten artykuł zawiera tekst z Narodowej Biblioteki Medycznej Stanów Zjednoczonych , która jest własnością publiczną .