Белковый кордон-синий
| Коврик | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | Cobl , Cordon-Bleu WH2 повторный белок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Омим : 610317 ; MGI : 105056 ; Гомологен : 9058 ; GeneCards : Cobl ; OMA : Cobl - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викидид | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Белковое кордон-блеу -это белок , который у людей кодируется геном COBL .
Белок Cordon-Bleu был впервые описан в 2007 году. [ 5 ] Было продемонстрировано, что COBL является обогащенным мозгом, гомологии Wiskott-Aldrich 2 Wh2, играющего на основе актина, играющего ключевую роль в морфогенетических процессах в центральной нервной системе позвоночных (CNS), которые вызывают сложную дендритную артисту нейрональных клеток. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
Ген COBL был первоначально идентифицирован в экспериментах Lacz-Gene-Trap у мышей. [ 10 ] МРНК COBL была обнаружена уже в день 7.5 после Coitum (E7.5) в гастроляционном организаторе и распространялась на осевую среднюю линию при E8. Организатор представляет собой небольшую группу эмбриональных клеток, которая организует весь план тела, потому что он приводит к осевой средней линии - важный источник сигналов паттерна и морфогенеза.
человека Ген COBL кодирует белок 1261-аминокислот с массой около 136 кДа. Белок мыши составляет 1337 аминокислот длиной. Ген COBL у мышей и человека порождает различные предполагаемые варианты сплайсинга, которые, однако, еще не были проанализированы на уровне белка. Гены COBL, кажется, ограничены позвоночными. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
COBL был обнаружен в качестве актинового нуклеатора в анализах образования F-Actin с цитозолем мозга, истощенным для комплекса ARP2/3 (единственного другого актинового нуклеатора, известного в это время) и шариками, покрытыми доменом SH3, актина, связывающего белок 1 (ABP1 ) mabp1 | sh3p7 | hip-55 | drebin-like [ 14 ] и с доменом SH3 синдапина I , соответственно, и последующего гибридного экрана дрожжей-двух для предположительно ответственных компонентов с использованием библиотеки кДНК мозга. Затем COBL клонировали, и его нейрональные функции были охарактеризованы в первичных нейрональных культурах [ 5 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] в функциональных срелях мозжечка, [ 7 ] На уровне животных в рыбе зебры, [ 15 ] и у мышей. [ 16 ]
Комбл на основе домена на основе доменов WH2 оказался критическим для индукции дендритных ветвей как в нейронах гиппокампа, так и в клетках пуркинье в мозжечке, как показано в экспериментах RNAI. [ 5 ] [ 7 ] Настоящим COBL специально накапливается в зарождающихся местах дендритных ветвей перед взрывом локального образования F-актина на этих участках. [ 8 ]
Cobl дает актиновые филаменты, объединяя три актиновых мономеры с использованием трех его С-концевых доменов WH2, как показано в реконструкции in vitro с очищенным С-конце COBL. В дополнение к трем C-концевым доменам WH2, наличие линкеровской области L2 между вторым и третьим доменом WH2 также имело важное значение для COBL-опосредованного зарождения актина. Cobl собирает незападные, неразветвленные актиновые филаменты. [ 5 ]
В отличие от других актиновых нуклетов, которые прямо или косвенно через их активаторы, контролируемые GTPases типа Rho, COBL контролируется передачей сигналов кальция/кальмодулина и метилированием аргинина, вызванным аргинининметилтрансферазой 2 PRMT2 . [ 9 ] Соответственно, как ингибиторы CAM, так и ингибиторы метилирования аргинина полностью подавляют индуцированную COBL индукцию дендритной ветви. Кроме того, мутанты COBL, у которых отсутствовал сайт связывания PRMT2 или отсутствие связывающих областей CAM, не смогли питать дендритное ветвление. [ 8 ] [ 9 ] Молекулярные механизмы, с помощью которых сигналы Ca2+ контролируют актиновый нуклеатор, являются довольно сложными и могут отражать высокий уровень физиологических функций Cobl Cobl с переходными процессами Ca2+ в нейрональных клетках. COBL регулируется сигналами CA2+ по крайней мере в трех различных способах (Izadi and Hou et al., 2018). Эти моды включают все три домена WH2 COBL, которые необходимо эффективно работать вместе, чтобы эффективно зародить актин. [ 5 ] Интересно, что CA2+/CAM контролирует не только актиновые цитоскелетные аспекты функций COBL, но и его нацеливание на плазматическую мембрану-предпосылку для F-актин, управляемого сил, формирующей морфологию клеток. Мутационный анализ показал, что оба индивидуальных CAM-зависимых регуляторных механизмов имеют решающее значение для CoBL-опосредованного дендритогенеза. [ 8 ] Требуемый рекрутирование Cobl в дендритную плазматическую мембрану обеспечивается собственной способностью Cobl ассоциироваться с мембранными липидами и мембранным связывающим белком синдапином I, который имеет решающее значение для мембранного нацеливания и функции мембраны Cobl. [ 6 ]
Структура
[ редактировать ]
Важной функциональной частью этого актино-нуклеатирующего белка является С-конце, который содержит 3 домена гомологии синдрома Вискотт-Альдрича (WASP) 2 (WH2). [ 5 ] Домены WH2 способны ассоциироваться с актиновыми мономерами, чтобы направить их в процессы образования актиновых филаментов. Cobl у людей содержит три домена WH2, расположенные на C-конце (первый домен WH2, WH2.1, находится между 1109 и 1129, WH2.2 между 1149 и 1169 и WH2.3 между 1237 и 1257), которые ответственны за образуя «ядро актина», состоящее из 3 актиновых мономеров, из которых актиновая нить может быть удлинена. Считается, что Cobl-Actin-Nucleus остается на заостренном конце новой нити, оставляя колючую конец свободным для быстрой полимеризации. Другими критическими функциональными частями являются N-концевой домен гомологии COBL, который также может быть обнаружен у предка COBL, Cobl-подобного белка, который также высоко экспрессируется в нервной системе и способен привести к актиновым филам с помощью механизма все же отличается от COBL, используя частично сходные связанные компоненты и молекулярные механизмы. [ 17 ] Домены гомологии COBL содержат три мотива после консенсусного KRRAPPPP (сначала описанный как мотив «KRAP» неизвестной функции Caroll et al., 2003), которые представляют сайты связывания синдапина I [ 6 ] Полипептид также содержит несколько дополнительных пролиновых последовательностей, которые, например, связывают домен SH3 ABP1 и PRMT2. [ 6 ] [ 7 ] Также были предложены сайты связывания для гетеродимеров профилин-актина, выбранные остатки SER фосфорилируются, а два аргинина во втором домене WH2, который считается производителем темпов процесса нуклеации актина для метилированного. [ 9 ] У людей есть 5 изоформ Cobl, генерируемых, хотя альтернативные сплайсинги .
Wh2 домен
[ редактировать ]Домен WH2 представляет собой аминокислотный актин-связывающий мотив ~ 18-21. Этот домен был впервые признан в качестве основного элемента для регуляции цитоскелета белком синдрома Wiskott-Aldrich млекопитающего (WASP) и присутствует по меньшей мере в 6 классах белков WIP/верно Волна/шрам. [ 18 ] Белки WH2 встречаются у эукариот от дрожжей до млекопитающих, у вирусов насекомых и в некоторых бактериях. Домен WH2 обнаруживается как модульная часть более крупных белков и может происходить как тандемный повтор. Домен WH2 связывает актиновые мономеры и может облегчить сборку актиновых мономеров в недавно формирующие актиновые филаменты . [ 19 ]
Функция
[ редактировать ]
COBL отвечает за полимеризацию актина филаментов с быстрорастущими колючими концами. Cobl стабилизирует продольный димер актина-GTP двумя последовательными доменами WH2, и он может взаимодействовать с боковым мономером с другим актиновым мономером с образованием тримера актина. Перестробки контактов актина -актина должны происходить в этой тримере, чтобы сделать спиральный ядро; Третий домен WH2 COBL был предложен для взаимодействия с третьей субъединицей актина этого тримера. Этот тетрамер Cobl-Actin образует ядро для облегчения дальнейшего добавления G-Actin. COBL-опосредованное зарождение актина очень эффективно. Фактически, уже низкие наномолярные концентрации COBL могут генерировать неразветвленные филаменты с аналогичными характеристиками, как и оус-ARP2/3-комплекс-опосредованная зарождение актина. [ 5 ] Как Spire-1, [ 13 ] Выражение COBL в основном ограничено мозгом; Гораздо более слабая экспрессия была обнаружена в других тканях. [ 5 ] В нейронах можно обнаружить, что COBL будет обогащен в конусах аксонов и дендритных роста [ 5 ] и на сайтах индукции дендритной ветви. [ 8 ] COBL Роль COBL в нейронном морфогенезе была исследована ex vivo в нейронах гиппокампа в мозге крысы [ 5 ] и в культурах среза мозжечка с использованием подхода генового оружия. [ 7 ] Сверхэкспрессия приводит к сильному увеличению образования дендритов и разветвления, тогда как RNAI-опосредованное истощение COBL приводит к снижению дендритов и дендритного ветвления. [ 5 ] [ 7 ] Критические роли COBL также были предложены для образования микроворсинок клеток толстой кишки (Grega-Larson et al.,) И в организации сенсорных систем. [ 15 ] [ 16 ] Для получения более подробной информации см. Раздел «Недостатки COBL в разных системах животных» ниже.
Болезни
[ редактировать ]Недавние сообщения не дают значительного понимания ключевой клинической роли COBL. Благодаря своей роли в морфогенезе нейронных позвоночных мы можем предположить, что некоторые нейродегенические нарушения могут быть следствием мутированного или менее функционального COBL. Cobl, кажется, играет роль в скелетной асимметрии синдрома серебра-Русселя ; Заболевание вызвано дублированием сегмента P11.2-P13 хромосомы 7. [ 21 ] Скрининговые исследования о пациентах, имеющих неврологические расстройства, не сообщали до сих пор (июнь 2009 г.) конкретное участие COBL.
Дефицит COBL в разных системах животных
[ редактировать ]Ген COBL был первоначально идентифицирован в экспериментах Lacz-Gene-Trap. [ 10 ] МРНК COBL была обнаружена уже в день 7.5 после Coitum (E7.5) в гастроляционном организаторе и распространялась на осевую среднюю линию при E8. Организатор представляет собой небольшую группу эмбриональных клеток, которая организует весь план тела, потому что он приводит к осевой средней линии - важный источник сигналов паттерна и морфогенеза. Поразительное накопление и ограничение мРНК COBL для организатора и осевых средних структур привели к идее, что COBL участвует в формировании оси позвоночных. [ 10 ] К сожалению, аллель coblc101, полученный в результате экспериментов Genetrap [ 10 ] является лишь слабо гипоморфным аллелем (Caroll et al., 2003), а мыши, гомозиготные для аллеля гена Coblc101, не показали никакого очевидного фенотипа. [ 10 ] Генетическое взаимодействие с Vangl2 предположило, что COBL играет некоторую роль в закрытии нервной трубки среднего мозга (Caroll et al., 2003). Мыши, нокаутированные на Cobl, были жизнеспособными и не показали явных дефектов в закрытии нервной трубки и/или латеральности тела. Вместо этого сообщалось, что Cobl Knock Out мышей демонстрирует дефекты во внутреннем ухе, что свидетельствует о роли COBL в усовершенствованиях полярности в постнатальных плоских клетках и в организации сенсорных структур в уличной улице. В линии мыши Cobl KO показали дефекты в кохлеарной амплификации. [ 16 ] Рыба зебры для COBL показала серьезные дефекты в латеральности тела и сохранении равновесия. [ 15 ]
Сравнение с комплексом Spire и ARP2/3
[ редактировать ]Несколько актиновых нуклеров присутствуют в клетках млекопитающих. Cobl, Spire и Leiomodin образуют одну группу таких белков из -за их молекулярных механизмов зарождения актина, которые критически требуют их домена Wh2 - общий мотив, обнаруженный во всех этих нуклеаторах. [ 12 ] Другой белок, содержащий домен Wh2, имеют другие функции. И другие нуклеаторы, такие как фирманы , актиновые филаменты с использованием другого актин-связывающего мотива, например, домен FH2 (гомология Formin 2).
Белок Cordon-Bleu использует два мотива WH2 (синий сегмент) для рекрутирования мономеров АТФ-актина (темно-оранжевого) для образования линейного димера актина (рис. 3). Короткий линкер (короткий зеленый сегмент) разрешает тесную связь между линейно расположенными субъединицами актина; Более длинный линкер (длинный зеленый сегмент) позволяет третьему мономеру АТФ-актина связываться с наиболее карбокси-концевым мотивом WH2 для сборки в ориентации поперечного филамента, создавая тримерное ядро актина. [ 22 ] [ 12 ]
Напротив, Spire, который содержит четыре близко расположенных WH2, предлагается в нити актина зарождения путем стабилизации ассоциации четырех актиновых мономеров вдоль одной линейной цепи. Дополнительные четыре АТФ-актиновые мономеры ассоциируются в боковом направлении вдоль этого тетрамера, чтобы сформировать короткую типичную двухцепочечную спиральную актиновую нить (ср. Рис. 2C).
В случае WASP-Arp2/3-Complex, WASP (желтый сегмент, рис. 3) связывается и активирует комплекс ARP2/3 (фиолетовые структуры, комплекс нуклеатор), ориентируя две субъединицы ARP в конформации, сходной с колючий конец актиновой нити. Мотив WH2 в WASP рекрутирует ATP-G-актин, который связывается с ARP2 или ARP3, чтобы завершить образование тримерного ядра актина. [ 22 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в GRCH38: Ensembl Release 89: ENSG00000106078 - ENSEMBL , май 2017 г.
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в GRCM38: Ensembl Release 89: Ensmusg0000000020173 - Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Человеческая PubMed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
- ^ «Мышь Pubmed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м Ahuja R, Pinyol R, Reichenbach N, Custer L, Klingensmith J, Kessels MM, Qualmann B (октябрь 2007 г.). «Cordon-Bleu является фактором зарождения актина и контролирует морфологию нейронов» . Клетка . 131 (2): 337–50. doi : 10.1016/j.cell.2007.08.030 . PMC 2507594 . PMID 17956734 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Schwintzer L, Koch N, Ahuja R, Grimm J, Kessels MM, Qualmann B (июль 2011 г.). «Функции актинового нуклеатора COBL в клеточном морфогенезе критически зависят от синдапина I» . Embo Journal . 30 (15): 3147–59. doi : 10.1038/emboj.2011.207 . PMC 3160182 . PMID 21725280 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон глин Haag N, Schwintzer L, Ahuja R, Koch N, Grimm J, Heuer H, Qualmann B, Kessels MM (декабрь 2012 г.). «Актин-нуклеатор COBL имеет решающее значение для развития клеток Purkinje и работает в тесном соединении с F-актином, связывающим белок ABP1» . Журнал нейробиологии . 32 (49): 17842–56. doi : 10.1523/jneurosci.0843-12.2012 . PMC 6621670 . PMID 23223303 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон Hou W, Izadi M, Nemitz S, Haag N, Kessels MM, Qualmann B (2015). «Актин нуклеатор Cobl контролируется кальцием и кальмодулином» . PLOS Биология . 13 (9): E1002233. doi : 10.1371/journal.pbio.1002233 . PMC 4559358 . PMID 26334624 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Hou W, Nemitz S, Schopper S, Nielsen ML, Kessels MM, Qualmann B (апрель 2018 г.). «Метилирование аргинина с помощью PRMT2 контролирует функции актинового нуклеатора Cobl» . Ячейка развития . 45 (2): 262–275.e8. doi : 10.1016/j.devcel.2018.03.007 . PMID 29689199 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Gasca S, Hill DP, Klingensmith J, Rossant J (1995). «Характеристика вставки генной ловушки в новый ген Cordon-Bleu, экспрессируемый в осевых структурах эмбриона желудочной мыши». Генетика развития . 17 (2): 141–54. doi : 10.1002/dvg.1020170206 . PMID 7586755 .
- ^ Чесароне М.А., Гуд Бл (февраль 2009 г.). «Актин зародышеобразование и факторы удлинения: механизмы и взаимодействие» . Обзор. Современное мнение в клеточной биологии . 21 (1): 28–37. doi : 10.1016/j.ceb.2008.12.001 . PMC 2671392 . PMID 19168341 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Qualmann B, Kessels MM (июнь 2009 г.). «Новые игроки в актиновой полимеризации-WH2-домен, содержащие актиновые нуклеаторы». Обзор. Тенденции в клеточной биологии . 19 (6): 276–85. doi : 10.1016/j.tcb.2009.03.004 . PMID 19406642 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Renault L, Bugyi B, Carlier MF (октябрь 2008 г.). «Spire и Cordon-Bleu: многофункциональные регуляторы динамики актина». Обзор. Тенденции в клеточной биологии . 18 (10): 494–504. doi : 10.1016/j.tcb.2008.07.008 . PMID 18774717 .
- ^ Kessels MM, Engqvist-Goldstein AE, Drubin DG (январь 2000 г.). «Ассоциация актин-связывающего белка 1 мыши (MABP1/SH3P7), мишени SRC-киназы, с динамическими областями цитоскелета кортикального актина в ответ на активацию RAC1» . Молекулярная биология клетки . 11 (1): 393–412. doi : 10.1091/mbc.11.1.393 . PMC 14781 . PMID 10637315 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Schüler S, Hauptmann J, Perner B, Kessels MM, Englert C, Qualmann B (январь 2013 г.). «Образование и функцию ресничных сенсорных волосков и функция требуют синдапина I F-BAR I и коолза актинового нуклеатора на основе домена WH2» . Журнал сотовой науки . 126 (Pt 1): 196–208. doi : 10.1242/jcs.111674 . PMID 23203810 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Haag N, Schüler S, Nietzsche S, Hübner CA, Strenzke N, Qualmann B, Kessels MM (август 2018 г.). «Актин -нуклеатор COBL имеет решающее значение для центриолярного позиционирования, уточнения полярности в постнатальной плоской клетках и функции улитки» . Сотовые отчеты . 24 (9): 2418–2431.e6. doi : 10.1016/j.celrep.2018.07.087 . PMID 30157434 .
- ^ Izadi M, Schlobinski D, Lahr M, Schwintzer L, Qualmann B, Kessels MM (январь 2018 г.). «Cobl-подобная способствует формированию актиновых филаментов и дендритной ветвлении с использованием только одного домена WH2» . Журнал клеточной биологии . 217 (1): 211–230. doi : 10.1083/jcb.201704071 . PMC 5748978 . PMID 29233863 .
- ^ Paunola E, Mattila PK, Lappalainen P (февраль 2002 г.). «Домен WH2: небольшой, универсальный адаптер для актиновых мономеров» . Письма Febs . 513 (1): 92–7. doi : 10.1016/s0014-5793 (01) 03242-2 . PMID 11911886 . S2CID 5914765 .
- ^ "WH2 домен (IPR003124)" . InterPro .
- ^ Quinlan Me, Heuser JE, Kerkhoff E, Mullins Rd (январь 2005 г.). «Drosophila Spire - это фактор зарождения актина». Природа . 433 (7024): 382–8. Bibcode : 2005natur.433..382q . doi : 10.1038/nature03241 . PMID 15674283 . S2CID 4424757 .
- ^ Хитчинс MP, Bentley L, Monk D, Beechey C, Peters J, Kelsey G, Ishino F, Preece MA, Stanier P, Moore GE (декабрь 2002 г.). «DDC и Cobl, фланкируя отпечатанный ген GRB10 на 7P12, двуаллельно экспрессируются». Геном млекопитающих . 13 (12): 686–91. doi : 10.1007/s00335-002-3028-z . PMID 12514746 . S2CID 361009 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Winckler B, Schafer DA (октябрь 2007 г.). «Cordon-Bleu: новый вкус в зарождении актина» . Клетка . 131 (2): 236–8. doi : 10.1016/j.cell.2007.10.003 . PMID 17956726 . S2CID 15489368 .