Гельсолин
| ГСН | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | ГСН , Гсн, АДФ, АГЕЛЬ, гельсолин | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | ОМИМ : 137350 ; МГИ : 95851 ; Гомологен : 147 ; GeneCards : GSN ; ОМА : ГСН - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гельсолин представляет собой актин -связывающий белок, который является ключевым регулятором сборки и разборки актиновых филаментов. Гельсолин является одним из наиболее мощных представителей суперсемейства гельзолин/ виллин , расщепляющих актин , поскольку он расщепляет актин почти со 100% эффективностью. [4] [5]
Клеточный гельзолин, обнаруженный в цитозоле и митохондриях . [6] имеет близкородственную секретируемую форму, плазменный гельзолин , которая содержит дополнительные N-концевые удлинения из 24 АК. [7] [8] Способность плазменного гельзолина разрывать актиновые нити помогает организму восстанавливаться после болезней и травм, в результате которых клеточный актин попадает в кровь. Кроме того, он играет важную роль во врожденном иммунитете хозяина , активируя макрофаги и локализуя воспаление .
Структура
[ редактировать ]Гельсолин представляет собой белок массой 82 кДа с шестью гомологичными субдоменами, называемыми S1-S6. Каждый субдомен состоит из пятицепочечного β-листа , окруженного двумя α-спиралями , одна из которых расположена перпендикулярно нитям, а другая — параллельно. β-листы трех N-концевых субдоменов (S1-S3) соединяются, образуя расширенный β-лист, как и β-листы C-концевых субдоменов (S4-S6). [9]
Регулирование
[ редактировать ]Среди липидсвязывающих регуляторных белков актина гельзолин (как и кофилин ) преимущественно связывает полифосфоинозитид (PPI). [10] Последовательности связывания в гельзолине очень напоминают мотивы в других PPI-связывающих белках. [10]
Активность Гельсолина стимулируют ионы кальция (Ca 2+ ). [5] Хотя белок сохраняет свою общую структурную целостность как в активированном, так и в деактивированном состояниях, спиральный хвост S6 движется как защелка в зависимости от концентрации ионов кальция. [11] С-концевой конец определяет концентрацию кальция внутри клетки. Когда нет Ка 2+ в настоящее время хвост S6 экранирует сайты связывания актина на одной из спиралей S2. [9] Однако когда ион кальция прикрепляется к хвосту S6, он выпрямляется, обнажая сайты связывания актина S2. [11] N-конец непосредственно участвует в разрыве актина. S2 и S3 связываются с актином до того, как связывание S1 разрывает связи актин-актин и закупоривает зазубренный конец. [10]
Гельсолин можно ингибировать за счет местного повышения концентрации фосфатидилинозитол (4,5)-бисфосфата (PIP 2 ), ИПП. Это двухэтапный процесс. Во-первых, (PIP 2 ) связывается с S2 и S3, ингибируя связывание гельзолина с актиновой стороной. Затем (PIP 2 ) связывается с S1 гельзолина, предотвращая разрыв актина гельзолином, хотя (PIP 2 ) не связывается непосредственно с сайтом связывания актина гельзолина. [10]
Разрыв актина Гельсолином, в отличие от разрыва микротрубочек катанином , не требует каких-либо дополнительных затрат энергии.
Клеточная функция
[ редактировать ]В качестве важного регулятора актина гельзолин играет роль в формировании подосом (наряду с Arp3, кортактином и Rho GTPases). [12]
Гельсолин также ингибирует апоптоз , стабилизируя митохондрии . [6] Перед смертью клетки митохондрии обычно теряют мембранный потенциал и становятся более проницаемыми. Гельсолин может препятствовать высвобождению цитохрома С , препятствуя усилению сигнала, которое могло бы привести к апоптозу. [13]
Актин можно сшить в гель с помощью белков, сшивающих актин. Гельсолин может превратить этот гель в золь , отсюда и название гельсолин.
Исследования на животных
[ редактировать ]Исследования на мышах показывают, что гельзолин, как и другие белки, расщепляющие актин, не экспрессируется в значительной степени до окончания ранней эмбриональной стадии - примерно 2 недели у мышиных эмбрионов. [14] Однако у взрослых особей гельзолин особенно важен в подвижных клетках, таких как тромбоциты . Мыши с нулевыми генами , кодирующими гельзолин, проходят нормальное эмбриональное развитие , но деформация их кровяных пластинок снижает их подвижность, что приводит к более медленному ответу на заживление ран. [14]
Также было показано, что недостаточность гельзолина у мышей вызывает повышенную проницаемость сосудисто-легочного барьера, что позволяет предположить, что гельзолин играет важную роль в ответе на повреждение легких. [15]
Родственные белки
[ редактировать ]| Гельзолин-подобный домен | |
|---|---|
 | |
| Идентификаторы | |
| Символ | ? |
Сравнение последовательностей указывает на эволюционную связь между гельзолином, виллином , фрагмином и северином . [17] Шесть крупных повторяющихся сегментов встречаются у гельсолина и виллина, а по три аналогичных сегмента — у северина и фрагмина. Множественные повторы связаны по структуре (но едва по последовательности) с доменом ADF-H , образуя суперсемейство ( InterPro : IPR029006 ). Семейство , по-видимому, развилось из наследственной последовательности , состоящей из 120–130 аминокислотных остатков . [17] [4]
Асгардовые археи кодируют множество функциональных гельзолинов. [18]
Взаимодействия
[ редактировать ]Гельсолин представляет собой цитоплазматический , регулируемый кальцием и модулирующий актин белок , который связывается с зазубренными концами актиновых нитей, предотвращая обмен мономеров (блокирование концов или кэпирование). [19] Он может способствовать нуклеации (сборке мономеров в нити), а также разрывать существующие нити . Кроме того, этот белок с высоким сродством связывается с фибронектином . Плазменный гельзолин и цитоплазматический гельзолин происходят из одного гена путем альтернативных сайтов инициации и дифференциального сплайсинга . [7]
Было показано, что гельсолин взаимодействует с:
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000026879 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б Гошдастидер У., Попп Д., Бертник Л.Д., Робинсон Р.К. (ноябрь 2013 г.). «Расширяющееся суперсемейство белков домена гомологии гельзолина». Цитоскелет . 70 (11): 775–95. дои : 10.1002/см.21149 . ПМИД 24155256 . S2CID 205643538 .
- ^ Jump up to: а б Штаб-квартира Сунь, Ямамото М., Меджиллано М., Инь Х.Л. (ноябрь 1999 г.). «Гельсолин, многофункциональный белок, регулирующий актин» . Журнал биологической химии . 274 (47): 33179–82. дои : 10.1074/jbc.274.47.33179 . ПМИД 10559185 .
- ^ Jump up to: а б Коя Р.К., Фудзита Х., Симидзу С., Оцу М., Такимото М., Цудзимото Ю., Кузумаки Н. (май 2000 г.). «Гельсолин ингибирует апоптоз, блокируя потерю потенциала митохондриальной мембраны и высвобождение цитохрома С» . Журнал биологической химии . 275 (20): 15343–9. дои : 10.1074/jbc.275.20.15343 . HDL : 2115/718 . ПМИД 10809769 .
- ^ Jump up to: а б Квятковски DJ, Штоссель Т.П., Оркин Ш., Моул Дж.Э., Колтен Х.Р., Инь Х.Л. (2 октября 1986 г.). «Плазменные и цитоплазматические гельзолины кодируются одним геном и содержат дублированный актин-связывающий домен». Природа . 323 (6087): 455–8. Бибкод : 1986Natur.323..455K . дои : 10.1038/323455a0 . ПМИД 3020431 . S2CID 4356162 .
- ^ Наг С., Ларссон М., Робинсон Р.К., Бертник Л.Д. (июль 2013 г.). «Гельсолин: хвост молекулярного гимнаста» . Цитоскелет . 70 (7): 360–84. дои : 10.1002/см.21117 . ПМИД 23749648 . S2CID 23646422 .
- ^ Jump up to: а б Киселар Дж.Г., Джанми П.А., Алмо С.С., Чанс М.Р. (апрель 2003 г.). «Визуализация Ca2+-зависимой активации гельзолина с помощью синхротронного следа» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (7): 3942–7. Бибкод : 2003PNAS..100.3942K . дои : 10.1073/pnas.0736004100 . ПМК 153027 . ПМИД 12655044 .
- ^ Jump up to: а б с д Ю FX, штаб-квартира Sun, Джанми П.А., Инь Х.Л. (июль 1992 г.). «Идентификация последовательности, связывающей полифосфоинозитид, в домене, связывающем мономер актина, гельзолина» . Журнал биологической химии . 267 (21): 14616–21. дои : 10.1016/S0021-9258(18)42086-8 . ПМИД 1321812 .
- ^ Jump up to: а б Бертник Л.Д., Уросев Д., Ироби Э., Нараян К., Робинсон Р.К. (июль 2004 г.). «Структура N-концевой половины гельзолина, связанной с актином: роль в разрыве, апоптозе и FAF» . Журнал ЭМБО . 23 (14): 2713–22. дои : 10.1038/sj.emboj.7600280 . ПМК 514944 . ПМИД 15215896 .
- ^ Варон С., Татин Ф., Моро В., Ван Обберген-Шиллинг Е., Фернандес-Соз С., Резо Е. и др. (май 2006 г.). «Трансформирующий фактор роста бета индуцирует розетки подосом в первичных эндотелиальных клетках аорты» . Молекулярная и клеточная биология . 26 (9): 3582–94. дои : 10.1128/MCB.26.9.3582-3594.2006 . ПМЦ 1447430 . ПМИД 16611998 .
- ^ Jump up to: а б Кусано Х., Симидзу С., Коя Р.К., Фудзита Х., Камада С., Кузумаки Н., Цудзимото Ю. (октябрь 2000 г.). «Человеческий гельсолин предотвращает апоптоз, ингибируя апоптотические изменения митохондрий посредством закрытия VDAC». Онкоген . 19 (42): 4807–14. дои : 10.1038/sj.onc.1203868 . ПМИД 11039896 .
- ^ Jump up to: а б Витке В., Шарп А.Х., Хартвиг Дж.Х., Азума Т., Штоссель Т.П., Квятковски DJ (апрель 1995 г.). «Гемостатические, воспалительные и фибробластические реакции притупляются у мышей, лишенных гельзолина» . Клетка . 81 (1): 41–51. дои : 10.1016/0092-8674(95)90369-0 . ПМИД 7720072 .
- ^ Беккер П.М., Кази А.А., Вадгаонкар Р., Пирс Д.Б., Квятковски Д., Гарсия Дж.Г. (апрель 2003 г.). «Проницаемость легочных сосудов и ишемическое повреждение у мышей с дефицитом гельзолина». Американский журнал респираторной клеточной и молекулярной биологии . 28 (4): 478–84. дои : 10.1165/rcmb.2002-0024OC . ПМИД 12654637 .
- ^ Ван Х., Чумнарнсилпа С., Лунчанта А., Ли К., Куан Ю.М., Робин С. и др. (август 2009 г.). «Выпрямление спирали как механизм активации суперсемейства актиновых регуляторных белков гельзолина» . Журнал биологической химии . 284 (32): 21265–9. дои : 10.1074/jbc.M109.019760 . ПМЦ 2755850 . ПМИД 19491107 .
- ^ Jump up to: а б Путь М, Сорняки А (октябрь 1988 г.). «Нуклеотидная последовательность гельзолина плазмы свиньи. Сравнение белковой последовательности с гельзолином человека и другими белками, расщепляющими актин, показывает сильную гомологию и свидетельства наличия больших внутренних повторов». Журнал молекулярной биологии . 203 (4): 1127–33. дои : 10.1016/0022-2836(88)90132-5 . ПМИД 2850369 .
- ^ Акыл С., Тран Л.Т., Орхан-Приу М., Баскаран Ю., Мансер Э., Бланшуан Л., Робинсон Р.К. (август 2020 г.). «Понимание эволюции регулируемой динамики актина посредством характеристики примитивных белков гельзолина / кофилина из архей Асгарда» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (33): 19904–19913. Бибкод : 2020PNAS..11719904A . дои : 10.1073/pnas.2009167117 . ПМК 7444086 . ПМИД 32747565 .
- ^ Уидс А.Г., Гуч Дж., Поуп Б., Харрис Х.Э. (ноябрь 1986 г.). «Получение и характеристика гельзолинов плазмы и тромбоцитов свиней» . Европейский журнал биохимии . 161 (1): 69–76. дои : 10.1111/j.1432-1033.1986.tb10125.x . ПМИД 3023087 .
- ^ Чаухан В.П., Рэй И., Чаухан А., Вишневский Х.М. (май 1999 г.). «Связывание гельзолина, секреторного белка, с бета-амилоидным белком». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 258 (2): 241–6. дои : 10.1006/bbrc.1999.0623 . ПМИД 10329371 .
- ^ Нисимура К., Тинг Х.Дж., Харада Й., Токизане Т., Нономура Н., Кан Х.И. и др. (август 2003 г.). «Модуляция трансактивации андрогенных рецепторов с помощью гельзолина: недавно идентифицированный корегулятор андрогенных рецепторов». Исследования рака . 63 (16): 4888–94. ПМИД 12941811 .
- ^ Ван Ц, Се Ю, Ду QS, Ву XJ, Фэн X, Мэй Л и др. (февраль 2003 г.). «Регуляция образования остеокластических актиновых колец с помощью богатой пролином тирозинкиназы 2, взаимодействующей с гельзолином» . Журнал клеточной биологии . 160 (4): 565–75. дои : 10.1083/jcb.200207036 . ПМК 2173747 . ПМИД 12578912 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гельсолин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
галерея PDB |
|---|
