Jump to content

Комплекс Арп2/3

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено с белка Arp2/3 )
Атомная структура бычьего комплекса Arp2/3 ( код PDB : 1k8k). [ 1 ] Цветовая кодировка субъединиц: Arp3, оранжевый; Arp2, морской (субъединицы 1 и 2 не разрешены и поэтому не показаны); р40, зеленый; p34 — ледяной синий; р20, темно-синий; p21, пурпурный; р16, желтый.

Комплекс Arp2/3 ( Actin Related Protein ) представляет собой 2/3 complex комплекс из семи субъединиц белковый , который играет важную роль в регуляции актинового цитоскелета . Он является основным компонентом актинового цитоскелета и обнаруживается в большинстве эукариотических клеток, содержащих актиновый цитоскелет. [ 2 ] Две его субъединицы, актин родственные - белки ARP2 и ARP3, очень напоминают структуру мономерного актина и служат местами зарождения новых актиновых филаментов. Комплекс связывается с сторонами существующих («материнских») нитей и инициирует рост новой («дочерней») нити под характерным углом в 70 градусов от материнской. В результате зарождения новых филаментов создаются разветвленные актиновые сети. Регуляция перестроек актинового цитоскелета важна для таких процессов, как передвижение клеток, фагоцитоз и внутриклеточная подвижность липидных везикул .

Комплекс Arp2/3 был назван в честь того, что он был идентифицирован в 1994 году с помощью аффинной хроматографии у Acanthamoeba castellanii . [ 3 ] хотя ранее он был выделен в 1989 году в ходе поиска белков, которые связываются с актиновыми нитями эмбрионов Drosophila melanogaster . [ 4 ] Он обнаружен у большинства эукариотических организмов , но отсутствует у ряда хромальвеолятов и растений . [ 2 ]

Механизмы полимеризации актина с помощью Arp2/3

[ редактировать ]
Модель бокового разветвления комплекса Arp2/3. Активированный комплекс Arp2/3 связывается со стороной «материнской» актиновой нити. И Arp2, и Arp3 образуют первые две субъединицы нового «дочернего» филамента.
Модель ветвления на зазубренных концах комплекса Arp2/3. Активированный Arp2/3 конкурирует с кэпирующими белками за связывание с зазубренным концом актиновой нити. Arp2 остается связанным с материнской нитью, а Arp3 находится снаружи. Две субъединицы Arp образуют первые субъединицы каждой ветви, и две ветви продолжают расти за счет добавления G-актина к каждой Arp.

Многие родственные актину молекулы создают свободный зазубренный конец для полимеризации , открывая или разрывая ранее существовавшие нити и используя их в качестве ядер нуклеации актина . Однако комплекс Arp2/3 стимулирует полимеризацию актина, создавая новое ядро ​​нуклеации. Нуклеация актина является начальным шагом в формировании актиновой нити. Основная активность зародышеобразования Arp2/3 активируется факторами, способствующими нуклеации (NPF), включая членов белков семейства синдрома Вискотта-Олдрича (белки WASP, N-WASP, WAVE и WASH). Домен V белка WASP взаимодействует с мономерами актина, а область CA связывается с комплексом Arp2/3, образуя ядро ​​нуклеации. Однако нуклеация de novo с последующей полимеризацией недостаточна для формирования интегрированных актиновых сетей, поскольку эти вновь синтезированные полимеры не будут связаны с ранее существовавшими нитями. Таким образом, комплекс Arp2/3 связывается с ранее существовавшими филаментами, так что новые филаменты могут расти на старых и формировать функциональный актиновый цитоскелет. [ 5 ] Кэпирующие белки ограничивают полимеризацию актина областью, активированной комплексом Arp2/3, а удлиненные концы нитей закрываются, чтобы предотвратить деполимеризацию и, таким образом, сохранить актиновую нить. [ 6 ]

Комплекс Arp2/3 одновременно контролирует зарождение полимеризации актина и разветвление филаментов. Более того, автокатализ наблюдается во время полимеризации актина, опосредованной Arp2/3. В этом процессе вновь образованные филаменты активируют другие комплексы Arp2/3, способствуя образованию разветвленных филаментов.

Механизм инициации актиновых филаментов с помощью Arp2/3 оспаривается. Вопрос в том, где комплекс связывает нить и образует «дочернюю» нить. Исторически были предложены две модели. Недавние результаты подтверждают модель бокового ветвления, в которой комплекс Arp2/3 связывается со стороной ранее существовавшей («материнской») нити в точке, отличной от места зародышеобразования. Хотя в этой области отсутствует кристаллическая структура высокого разрешения, данные электронной микроскопии, [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] вместе с биохимическими данными о механизмах зарождения и кэпирования филаментов комплекса Arp2/3 , [ 10 ] предпочтение боковому ветвлению. В альтернативной модели ветвления с зазубренным концом Arp2/3 связывается только с зазубренным концом растущих нитей, что позволяет удлинить исходную нить и сформировать разветвленную нить. [ 11 ] модель, основанная на кинетическом анализе и оптической микроскопии.

Недавняя стыковка компьютеров, независимо подтвержденная данными ЭМ, свидетельствует в пользу модели бокового ветвления. ARPC2 и ARPC4 вместе образуют область, которая прикрепляет основание ветви к боковой стороне материнской нити. [ 12 ] Большие конформационные изменения происходят при связывании нуклеотидов и WASP. [ 9 ] [ 13 ]

Клеточное использование Arp2/3

[ редактировать ]

Комплекс Arp2/3, по-видимому, важен для множества специализированных клеточных функций, в которых участвует актиновый цитоскелет. Комплекс обнаруживается в клеточных областях, характеризующихся динамической активностью актиновых филаментов: в макропиноцитарных чашках, в переднем крае подвижных клеток ( ламеллиподиях ) и в подвижных актиновых участках у дрожжей . [ 14 ] У млекопитающих и социальной амебы Dictyostelium discoideum [ 15 ] [ 16 ] он необходим для фагоцитоза . что комплекс участвует в установлении полярности клеток и миграции монослоев фибробластов Также было показано , в модели заживления ран. [ 17 ] В ооцитах млекопитающих комплекс Arp2/3 участвует в асимметричном делении ооцитов и эмиссии полярных телец, которые возникают в результате нарушения миграции веретена (уникальная особенность деления ооцитов) и цитокинеза. [ 18 ] Более того, энтеропатогенные организмы, такие как Listeria monocytogenes и Shigella, используют комплекс Arp2/3 для реактивных движений, зависимых от полимеризации актина. [ 19 ] Комплекс Arp2/3 также регулирует внутриклеточную подвижность эндосом , лизосом , пиноцитарных везикул и митохондрий . [ 20 ] Более того, недавние исследования показывают, что комплекс Arp2/3 необходим для правильного размножения полярных клеток у растений . Arp2/3 Мутации у Arabidopsis thaliana приводят к аномальной организации филаментов, что, в свою очередь, влияет на расширение трихом , клеток дорожного покрытия , клеток гипокотиля и клеток корневых волосков . [ 21 ] [ 22 ] Химическое ингибирование или генетическая мутация комплекса Arp2/3 Chlamydomonas reinhardtii уменьшает длину жгутиков . [ 23 ] [ 24 ]

Субъединицы

[ редактировать ]

Комплекс Arp2/3 состоит из семи субъединиц: Arp2/ ACTR2 , Arp3/ ACTR3 , p41/ ARPC1A и B /Arc40/Sop2/p40, p34/ ARPC2 /ARC35/p35, p21/ ARPC3 /ARC18/p19, p20/ ARPC4. /ARC19/стр18, стр16/ ARPC5 /ARC15/p14. [ 25 ] [ 26 ] Субъединицы Arp2 и Arp3 очень похожи на мономерный актин, что позволяет создать термодинамически стабильный актиноподобный димер. Было высказано предположение, что p41 взаимодействует с факторами, способствующими нуклеации (NPF), поскольку известно, что он имеет лишь незначительные контакты с материнской нитью, и в отсутствие p41 происходит значительная потеря эффективности нуклеации. p34 и p20 димеризуются, образуя структурный остов, который опосредует взаимодействие с материнской нитью. p21 образует мостик между Arp3 и материнской нитью, повышая эффективность нуклеации. p16 привязывает Arp2 к остальной части комплекса. [ 27 ]

  1. ^ Робинсон Р.К., Турбедски К., Кайзер Д.А., Маршан Дж.Б., Хиггс Х.Н., Чоу С., Поллард Т.Д. (ноябрь 2001 г.). «Кристаллическая структура комплекса Arp2/3». Наука . 294 (5547): 1679–84. Бибкод : 2001Sci...294.1679R . дои : 10.1126/science.1066333 . ПМИД   11721045 . S2CID   18088124 .
  2. ^ Jump up to: а б Велтман Д.М., Инсолл Р.Х. (август 2010 г.). «Белки семейства WASP: их эволюция и физиологические последствия» . Молекулярная биология клетки . 21 (16): 2880–93. дои : 10.1091/mbc.E10-04-0372 . ПМК   2921111 . ПМИД   20573979 .
  3. ^ Мачески Л.М., Аткинсон С.Дж., Ампе С., Вандекеркхове Дж., Поллард Т.Д. (октябрь 1994 г.). «Очистка кортикального комплекса, содержащего два нетрадиционных актина акантамебы, методом аффинной хроматографии на профилин-агарозе» . Журнал клеточной биологии . 127 (1): 107–15. дои : 10.1083/jcb.127.1.107 . ПМК   2120189 . ПМИД   7929556 .
  4. ^ Миллер К.Г., Филд КМ, Альбертс Б.М. (декабрь 1989 г.). «Актин-связывающие белки эмбрионов дрозофилы: сложная сеть взаимодействующих белков, обнаруженная с помощью аффинной хроматографии с F-актином» . Журнал клеточной биологии . 109 (6, ч. 1): 2963–75. дои : 10.1083/jcb.109.6.2963 . ПМК   2115944 . ПМИД   2512303 .
  5. ^ Поллард ТД (2007). «Регуляция сборки актиновых филаментов комплексом Arp2/3 и форминами». Ежегодный обзор биофизики и биомолекулярной структуры . 36 : 451–77. doi : 10.1146/annurev.biophys.35.040405.101936 . ПМИД   17477841 .
  6. ^ Агуда А.Х., Бертник Л.Д., Робинсон Р.К. (март 2005 г.). «Состояние нити» . Отчеты ЭМБО . 6 (3): 220–6. дои : 10.1038/sj.embor.7400363 . ПМЦ   1299273 . ПМИД   15741975 .
  7. ^ Эгиль С., Руиллер И., Сюй Х.П., Фолькманн Н., Ли Р., Ханейн Д. (ноябрь 2005 г.). «Механизм зарождения филаментов и стабильность ветвей, выявленный структурой комплекса Arp2/3 в местах соединения актиновых ветвей» . ПЛОС Биология . 3 (11): е383. дои : 10.1371/journal.pbio.0030383 . ПМЦ   1278936 . ПМИД   16262445 .
  8. ^ Фолькманн Н., Аманн К.Дж., Стоилова-Макфи С., Эгиль С., Винтер Д.С., Хейзелвуд Л., Хойзер Дж.Э., Ли Р., Поллард Т.Д., Ханейн Д. (сентябрь 2001 г.). «Структура комплекса Arp2/3 в активированном состоянии и в соединениях ветвей актиновых филаментов» . Наука . 293 (5539): 2456–9. Бибкод : 2001Sci...293.2456V . дои : 10.1126/science.1063025 . ПМИД   11533442 . S2CID   17427295 .
  9. ^ Jump up to: а б Руиллер И, Сюй Х.П., Аманн К.Дж., Эгиль С., Никелл С., Никастро Д., Ли Р., Поллард Т.Д., Фолькманн Н., Ханейн Д. (март 2008 г.). «Структурная основа разветвления актиновых нитей комплексом Arp2/3» . Журнал клеточной биологии . 180 (5): 887–95. дои : 10.1083/jcb.200709092 . ПМЦ   2265399 . ПМИД   18316411 .
  10. ^ Дайел М.Дж., Маллинз Р.Д. (апрель 2004 г.). «Активация комплекса Arp2/3: добавление первой субъединицы новой нити белком WASP запускает быстрый гидролиз АТФ на Arp2» . ПЛОС Биология . 2 (4): Е91. дои : 10.1371/journal.pbio.0020091 . ПМК   387265 . ПМИД   15094799 .
  11. ^ Панталони Д., Бужемаа Р., Дидри Д., Гунон П., Карлье М.Ф. (июль 2000 г.). «Комплекс Arp2/3 разветвляет колючие концы филаментов: функциональный антагонизм с кэпирующими белками». Природная клеточная биология . 2 (7): 385–91. дои : 10.1038/35017011 . ПМИД   10878802 . S2CID   28209883 .
  12. ^ Голи, ЭД; Раммохан, А; Знамерский, Е.А.; Фират-Каралар, EN; Сентябрь, Д; Уэлч, доктор медицины (4 мая 2010 г.). «Интерфейс связывания актина с филаментами в комплексе Arp2/3 имеет решающее значение для нуклеации и стабильности ветвей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (18): 8159–64. Бибкод : 2010PNAS..107.8159G . дои : 10.1073/pnas.0911668107 . ПМЦ   2889539 . ПМИД   20404198 .
  13. ^ Падрик, SB; Дулитл, ЛК; Бротигам, Калифорния; Кинг, Д.С.; Розен, МК (16 августа 2011 г.). «Комплекс Arp2/3 связывается и активируется двумя белками WASP» . Труды Национальной академии наук . 108 (33): Е472–Е479. дои : 10.1073/pnas.1100236108 . ISSN   0027-8424 . ПМК   3158169 . ПМИД   21676863 .
  14. ^ Уоррен Д.Т., Эндрюс П.Д., Гурли К.В., Эйскоу К.Р. (апрель 2002 г.). «Sla1p соединяет эндоцитарный механизм дрожжей с белками, регулирующими динамику актина» . Журнал клеточной науки . 115 (Часть 8): 1703–15. дои : 10.1242/jcs.115.8.1703 . ПМИД   11950888 .
  15. ^ Мэй RC, Кэрон Э, зал А, Мачески Л.М. (апрель 2000 г.). «Участие комплекса Arp2/3 в фагоцитозе, опосредованном FcgammaR или CR3». Природная клеточная биология . 2 (4): 246–8. дои : 10.1038/35008673 . ПМИД   10783245 . S2CID   33742268 .
  16. ^ Инсалл Р., Мюллер-Таубенбергер А., Мачески Л., Кёлер Дж., Симмет Э., Аткинсон С.Дж., Вебер И., Гериш Г. (ноябрь 2001 г.). «Динамика комплекса Dictyostelium Arp2/3 в эндоцитозе, цитокинезе и хемотаксисе». Подвижность клеток и цитоскелет . 50 (3): 115–28. дои : 10.1002/см.10005 . ПМИД   11807934 .
  17. ^ Магдалена Дж., Миллард Т.Х., Этьен-Манневиль С., Лоне С., Уорвик Х.К., Мачески Л.М. (февраль 2003 г.). «Вовлечение комплекса Arp2/3 и Scar2 в полярность Гольджи в моделях царапин» . Молекулярная биология клетки . 14 (2): 670–84. doi : 10.1091/mbc.E02-06-0345 . ЧВК   150000 . ПМИД   12589062 .
  18. ^ Йи К., Унру-младший, Дэн М., Слотер Б.Д., Рубинштейн Б., Ли Р. (август 2011 г.). «Динамическое поддержание асимметричного положения мейотического веретена посредством цитоплазматического потока, управляемого комплексом Arp2/3, в мышиных ооцитах» . Природная клеточная биология . 13 (10): 1252–8. дои : 10.1038/ncb2320 . ПМЦ   3523671 . ПМИД   21874009 .
  19. ^ Коссарт П. (июнь 2000 г.). «Актиновая подвижность патогенов: комплекс Arp2/3 играет центральную роль» . Клеточная микробиология . 2 (3): 195–205. дои : 10.1046/j.1462-5822.2000.00053.x . ПМИД   11207576 . S2CID   44343534 .
  20. ^ Матур Дж. (апрель 2005 г.). «Комплекс ARP2/3: давая растительным клеткам преимущество». Биоэссе . 27 (4): 377–87. дои : 10.1002/bies.20206 . ПМИД   15770684 . S2CID   423293 .
  21. ^ Банниган А., Баскин Т.И. (декабрь 2005 г.). «Направленное расширение клеток – поворот к актину» . Современное мнение в области биологии растений . 8 (6): 619–24. дои : 10.1016/j.pbi.2005.09.002 . ПМИД   16181803 .
  22. ^ Сюй Дж, Шерес Б (декабрь 2005 г.). «Полярность клеток: соединить концы вместе». Современное мнение в области биологии растений . 8 (6): 613–8. дои : 10.1016/j.pbi.2005.09.003 . hdl : 1874/21120 . ПМИД   16182602 . S2CID   23098801 .
  23. ^ Авасти, Прачи; Ониси, Масаюки; Карпиак, Джоэл; Ямамото, Рёске; Маккиндер, Люк; Йоникас, Мартин С.; Сейл, Уинфилд С.; Шойчет, Брайан; Прингл, Джон Р.; Маршалл, Уоллес Ф. (сентябрь 2014 г.). «Актин необходим для регуляции IFT у Chlamydomonas Reinhardtii» . Современная биология . 24 (17): 2025–2032. дои : 10.1016/j.cub.2014.07.038 . ISSN   0960-9822 . ПМК   4160380 . ПМИД   25155506 .
  24. ^ Бигге, Брэй М.; Розенталь, Николас Э.; Сентябрь, Дэвид; Шредер, Кортни М.; Авасти, Прачи (24 ноября 2020 г.). «Первоначальная сборка ресничек у Chlamydomonas требует Arp2/3-зависимого рекрутирования из резервуара цилиарного белка в плазматической мембране» . bioRxiv : 2020.11.24.396002. дои : 10.1101/2020.11.24.396002 . S2CID   233178920 .
  25. ^ Голи Э.Д., Уэлч, доктор медицинских наук (октябрь 2006 г.). «Комплекс ARP2/3: нуклеатор актина достигает совершеннолетия» . Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 7 (10): 713–26. дои : 10.1038/nrm2026 . ПМИД   16990851 . S2CID   20645116 .
  26. ^ Писарро-Серда, Хавьер; Хорев, Дрор Шломо; Гейгер, Бенджамин; Коссар, Паскаль (февраль 2017 г.). «Разнообразное семейство комплексов Arp2/3» . Тенденции в клеточной биологии . 27 (2): 93–100. дои : 10.1016/j.tcb.2016.08.001 . ISSN   0962-8924 . ПМК   7098815 . ПМИД   27595492 .
  27. ^ Писарро-Серда Дж., Хорев Д.С., Гейгер Б., Коссарт П. (февраль 2017 г.). «Разнообразное семейство комплексов Arp2/3» (PDF) . Тенденции в клеточной биологии . 27 (2): 93–100. дои : 10.1016/j.tcb.2016.08.001 . ПМК   7098815 . ПМИД   27595492 .
[ редактировать ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: aad18b29e4bbc2ecdfd122c5b18a4cb1__1718216880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/aa/b1/aad18b29e4bbc2ecdfd122c5b18a4cb1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Arp2/3 complex - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)