Гельзолин
Белок млекопитающих обнаружен у Homo sapiens
ГСН
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыGSN , Gsn, ADF, AGEL, гельзолин
Внешние идентификаторыОМИМ : 137350; МГИ : 95851; Гомологен : 147; Генные карты : GSN; ОМА :ГСН - ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

2934

227753

Ансамбль

ENSG00000148180

ENSMUSG00000026879

UniProt

P06396

Р13020

РефСек (мРНК)
RefSeq (белок)
Местоположение (UCSC)н/дХр 2: 35.15 – 35.2 Мб
Поиск в PubMed[2][3]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

Гельзолин — это связывающий актин белок, который является ключевым регулятором сборки и разборки актиновых филаментов. Гельзолин — один из самых мощных членов суперсемейства гельзолинов/ виллинов , разделяющих актин , поскольку он разделяет с эффективностью, близкой к 100%. [4] [5]

Клеточный гельзолин, обнаруженный в цитозоле и митохондриях , [6] имеет близкородственную секретируемую форму, плазменный гельзолин , который содержит дополнительное расширение N-конца из 24 аминокислот. [7] [8] Способность плазменного гельзолина разрывать актиновые нити помогает организму восстанавливаться после болезней и травм, которые приводят к утечке клеточного актина в кровь. Кроме того, он играет важную роль во врожденном иммунитете хозяина , активируя макрофаги и локализуя воспаление .

Структура

Гельсолин — это белок массой 82 кДа с шестью гомологичными субдоменами, называемыми S1-S6. Каждый субдомен состоит из пятицепочечного β-слоя , окруженного двумя α-спиралями , одна из которых расположена перпендикулярно по отношению к цепям, а другая — параллельно. β-слои трех N-концевых субдоменов (S1-S3) соединяются, образуя расширенный β-слоь, как и β-слои C-концевых субдоменов (S4-S6). [9]

Регулирование

Среди липид -связывающих актиновых регуляторных белков гельзолин (подобно кофилину ) преимущественно связывает полифосфоинозитид (PPI). [10] Связывающие последовательности в гельзолине очень похожи на мотивы в других PPI-связывающих белках. [10]

Активность гельзолина стимулируется ионами кальция (Ca 2+ ). [5] Хотя белок сохраняет свою общую структурную целостность как в активированном, так и в деактивированном состоянии, спиральный хвост S6 движется как защелка в зависимости от концентрации ионов кальция. [11] C-конец определяет концентрацию кальция внутри клетки. Когда нет Ca 2+ , хвост S6 защищает актин-связывающие сайты на одной из спиралей S2. [9] Однако, когда ион кальция присоединяется к хвосту S6, он выпрямляется, обнажая актин-связывающие сайты S2. [11] N-конец напрямую участвует в разрыве актина. S2 и S3 связываются с актином до того, как связывание S1 разрывает актин-актиновые связи и закрывает зазубренный конец. [10]

Гельзолин может быть ингибирован локальным повышением концентрации фосфатидилинозитол (4,5)-бисфосфата (PIP 2 ), PPI. 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, не давая гельзолину разорвать актин, хотя (PIP 2 ) не связывается напрямую с актин-связывающим сайтом гельзолина. [10]

Разрыв актина гельзолином, в отличие от разрыва микротрубочек катанином , не требует дополнительных затрат энергии.

Клеточная функция

Как важный регулятор актина, гельзолин играет роль в формировании подосом (наряду с Arp3, кортактином и Rho ГТФазами). [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 может быть сшит в гель с помощью актиновых сшивающих белков. Гельзолин может превратить этот гель в золь , отсюда и название гельзолин.

Исследования на животных

Исследования на мышах показывают, что гельзолин, как и другие белки, разрывающие актин, не экспрессируется в значительной степени до окончания ранней эмбриональной стадии — примерно через 2 недели у эмбрионов мышей . [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 тромбоцитов снижает их подвижность, что приводит к более медленной реакции на заживление ран. [14]

Было также показано, что недостаток гельзолина у мышей вызывает повышенную проницаемость сосудисто-легочного барьера, что позволяет предположить, что гельзолин играет важную роль в ответе на повреждение легких. [15]

Гельзолин-подобный домен
3FG7 ​; Домен 6 Виллина-1: домен, подобный гельзолину. Длинная спираль прямая, что соответствует активированной Ca 2+ форме гельзолина. [16]
Идентификаторы
Символ?

Сравнение последовательностей указывает на эволюционную связь между гельзолином, виллином , фрагмином и северином. [17] Шесть больших повторяющихся сегментов встречаются в гельзолине и виллине, и 3 похожих сегмента в северине и фрагмине. Множественные повторы связаны по структуре (но едва ли по последовательности) с доменом ADF-H , образуя суперсемейство ( InterPro :  IPR029006 ). Семейство , по-видимому, эволюционировало из предковой последовательности из 120-130 аминокислотных остатков . [17] [4]

Археи Асгарда кодируют множество функциональных гельзолинов. [18]

Взаимодействия

Гельзолин — это цитоплазматический , регулируемый кальцием, актин-модулирующий белок , который связывается с зазубренными концами актиновых нитей, предотвращая обмен мономерами (блокирование концов или кэпирование). [19] Он может способствовать зародышеобразованию (сборке мономеров в нити), а также разрывать существующие нити . Кроме того, этот белок связывается с высоким сродством с фибронектином . Плазменный гельзолин и цитоплазматический гельзолин происходят из одного гена путем альтернативных участков инициации и дифференциального сплайсинга . [7]

Было показано, что Гельсолин взаимодействует с:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000026879 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  3. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ ab Ghoshdastider U, Popp D, Burtnick LD, Robinson RC (ноябрь 2013 г.). «Расширяющееся суперсемейство белков домена гомологии гельзолина». Cytoskeleton . 70 (11): 775–95. doi :10.1002/cm.21149. PMID  24155256. S2CID  205643538.
  5. ^ ab Sun HQ, Yamamoto M, Mejillano M, Yin HL (ноябрь 1999 г.). «Гельсолин, многофункциональный белок, регулирующий актин». Журнал биологической химии . 274 (47): 33179–82. doi : 10.1074/jbc.274.47.33179 . PMID  10559185.
  6. ^ ab Koya RC, Fujita H, Shimizu S, Ohtsu M, Takimoto M, Tsujimoto Y, Kuzumaki N (май 2000 г.). «Гельсолин ингибирует апоптоз, блокируя потерю митохондриального мембранного потенциала и высвобождение цитохрома c». Журнал биологической химии . 275 (20): 15343–9. doi : 10.1074/jbc.275.20.15343 . hdl : 2115/718 . PMID  10809769.
  7. ^ ab Kwiatkowski DJ, Stossel TP, Orkin SH, Mole JE, Colten HR, Yin HL (1986-10-02). "Плазменные и цитоплазматические гельзолины кодируются одним геном и содержат дублированный домен связывания актина". Nature . 323 (6087): 455–8. Bibcode :1986Natur.323..455K. doi :10.1038/323455a0. PMID  3020431. S2CID  4356162.
  8. ^ 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 . PMID  23749648. S2CID  23646422.
  9. ^ ab Kiselar JG, Janmey PA, Almo SC, Chance MR (апрель 2003 г.). «Визуализация Ca2+-зависимой активации гельзолина с помощью синхротронного футпринтинга». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (7): 3942–7. Bibcode : 2003PNAS..100.3942K . doi : 10.1073/pnas.0736004100 . PMC 153027. PMID  12655044. 
  10. ^ abcd Yu FX, Sun HQ, Janmey PA, Yin HL (июль 1992 г.). «Идентификация полифосфоинозитид-связывающей последовательности в домене связывания актинового мономера гельзолина». Журнал биологической химии . 267 (21): 14616–21. doi : 10.1016/S0021-9258(18)42086-8 . PMID  1321812.
  11. ^ ab Burtnick LD, Urosev D, Irobi E, Narayan K, Robinson RC (июль 2004 г.). «Структура N-концевой половины гельзолина, связанной с актином: роль в разрыве, апоптозе и FAF». The EMBO Journal . 23 (14): 2713–22. doi :10.1038/sj.emboj.7600280. PMC 514944 . PMID  15215896. 
  12. ^ Varon C, Tatin F, Moreau V, Van Obberghen-Schilling E, Fernandez-Sauze S, Reuzeau E 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. doi :10.1128/MCB.26.9.3582-3594.2006. PMC 1447430. PMID  16611998 . 
  13. ^ аб 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.
  14. ^ ab Witke W, Sharpe AH, Hartwig JH, Azuma T, Stossel TP, Kwiatkowski DJ (апрель 1995 г.). «Гемостатическая, воспалительная и фибробластная реакции притупляются у мышей, лишенных гельзолина». Cell . 81 (1): 41–51. doi : 10.1016/0092-8674(95)90369-0 . PMID  7720072.
  15. ^ Becker PM, Kazi AA, Wadgaonkar R, Pearse DB, Kwiatkowski D, Garcia JG (апрель 2003 г.). «Проницаемость легочных сосудов и ишемическое повреждение у мышей с дефицитом гельзолина». American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology . 28 (4): 478–84. doi :10.1165/rcmb.2002-0024OC. PMID  12654637.
  16. ^ Wang H, Chumnarnsilpa S, Loonchanta A, Li Q, Kuan YM, Robine S и др. (август 2009 г.). «Выпрямление спирали как механизм активации в суперсемействе гельзолинов регуляторных белков актина». Журнал биологической химии . 284 (32): 21265–9. doi : 10.1074/jbc.M109.019760 . PMC 2755850. PMID  19491107 . 
  17. ^ ab Way M, Weeds A (октябрь 1988 г.). «Нуклеотидная последовательность свиного плазменного гельзолина. Сравнение белковой последовательности с человеческим гельзолином и другими белками, разделяющими актин, показывает сильную гомологию и доказательства больших внутренних повторов». Журнал молекулярной биологии . 203 (4): 1127–33. doi :10.1016/0022-2836(88)90132-5. PMID  2850369.
  18. ^ Akıl C, Tran LT, Orhant-Prioux M, Baskaran Y, Manser E, Blanchoin L, Robinson RC (август 2020 г.). «Взгляд на эволюцию регулируемой динамики актина с помощью характеристики примитивных белков гельзолина/кофилина из архей Асгарда». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (33): 19904–19913. Bibcode : 2020PNAS..11719904A. doi : 10.1073 /pnas.2009167117 . PMC 7444086. PMID  32747565. 
  19. ^ Weeds AG, Gooch J, Pope B, Harris HE (ноябрь 1986 г.). «Подготовка и характеристика свиной плазмы и тромбоцитарных гельзолинов». European Journal of Biochemistry . 161 (1): 69–76. doi : 10.1111/j.1432-1033.1986.tb10125.x . PMID  3023087.
  20. ^ Чаухан ВП, Рэй И, Чаухан А, Вишневски ХМ (май 1999). «Связывание гельзолина, секреторного белка, с бета-амилоидным белком». Biochemical and Biophysical Research Communications . 258 (2): 241–6. doi :10.1006/bbrc.1999.0623. PMID  10329371.
  21. ^ Nishimura K, Ting HJ, Harada Y, Tokizane T, Nonomura N, Kang HY и др. (август 2003 г.). «Модуляция трансактивации андрогеновых рецепторов гельзолином: недавно идентифицированный корегулятор андрогеновых рецепторов». Cancer Research . 63 (16): 4888–94. PMID  12941811.
  22. ^ Wang Q, Xie Y, Du QS, Wu XJ, Feng X, Mei L и др. (февраль 2003 г.). «Регуляция образования остеокластических актиновых колец пролин-богатой тирозинкиназой 2, взаимодействующей с гельзолином». Журнал клеточной биологии . 160 (4): 565–75. doi :10.1083/jcb.200207036. PMC 2173747. PMID 12578912  . 
  • http://www.bioaegistherapeutics.com
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Гельсолин&oldid=1193543137"