Войти
| Белок, индуцирующий сборку актина | |
|---|---|
| Комплекс домен EVH1-пептид ActA | |
| Идентификаторы | |
| Символ | ActA |
| Ген NCBI | 2798121 |
| UniProt | P33379 |
Белок, индуцирующий сборку актина(ActA), представляет собой белок, кодируемый и используемый Listeria monocytogenes для продвижения через клетку-хозяин млекопитающего.. ActA представляет собой бактериальный поверхностный белок, содержащий область, пронизывающую мембрану. В клетке млекопитающего бактериальный ActA взаимодействует с мономерами комплекса Arp2 / 3 и актина, вызывая полимеризацию актина на бактериальной поверхности, образуя хвост актиновой кометы. Ген, кодирующий ActA, называется actA или prtB.
Как только бактерии L. monocytogenes попадают в организм человека, они интернализуются в клетки кишечного эпителия и быстро пытаются вырваться из вакуоли интернализации. В цитозоле они начинают полимеризовать актин на своей поверхности с помощью белка ActA. Было показано, что ActA не только необходим, но и достаточен для индукции подвижности бактерий в отсутствие других бактериальных факторов.
ActA был обнаружен путем анализа лецитиназы -отрицательные мутанты Tn917-lac Listeria из-за фенотипа, по которому они не могли распространяться от клетки к клетке. Эти мутантные бактерии по-прежнему уходили из фагосом так же эффективно, как бактерии дикого типа, и размножались в инфицированных клетках, но они не были окружены актином, как бактерии дикого типа. Дальнейший анализ показал, что Tn917-lac вставлен во второй ген оперона actA. Третий ген этого оперона, plcB, кодирует лецитиназу L. monocytogenes. Чтобы определить, вовлечены ли в сборку актина сам actA, plcB или другие совместно транскрибируемые нижестоящие области, были получены мутации в соответствующих генах. Все мутанты, кроме мутантов actA, были подобны мутантам дикого типа в отношении ассоциации с F-актином и распространения клеток. Комплементация с actA восстанавливала фенотип дикого типа у мутантов actA.
ActA - это белок, который действует как имитатор белка синдрома Вискотта-Олдрича (WASP), фактора, способствующего зародышеобразованию (NPF), присутствующего в клетках-хозяевах. NPF в клетках млекопитающих рекрутируют и связываются с уже существующим комплексом родственный с актином белок 2 и 3 (комплекс Arp2 / 3) и вызывают активирующие конформационные изменения комплекса Arp2 / 3. Из-за этого конформационного изменения NPFs инициируют полимеризацию нового актинового филамента под углом 70 °, что приводит к характерным Y-разветвленным структурам актина на переднем крае подвижных клеток. ActA локализуется на старом полюсе бактерии и охватывает как мембрану бактериальной клетки, так и клеточную стенку, латеральная диффузия подавляется; таким образом, ActA поляризованно и закрепляется на поверхности бактерий. Следовательно, полимеризация актина начинается только в этой области на поверхности бактерии. Экспрессия ActA индуцируется только после проникновения в клетку-хозяин млекопитающего.
Сборка актиновых филаментов создает силу, которая толкает бактерии в цитоплазме млекопитающего-хозяина вперед. Непрерывной полимеризации актина достаточно для подвижности цитоплазмы и даже для инфицирования соседних клеток.
Новые данные показывают, что ActA играет роль также в разрушении вакуолей. Мутант с делецией ActA был дефектен в отношении проницаемости вакуоли. Было показано, что участок из 11 аминокислот N-конца кислотной области (32-42) важен для разрушения фагосомы.
Первичный белковый продукт гена actA состоит из 639 аминокислот и включает сигнальный пептид (первые 29 N-концевых аминокислот) и цепь ActA (C-концевые 610 аминокислот). Следовательно, последовательность зрелого белка ActA состоит из 610 аминокислот. ActA имеет молекулярную массу 70 349 Да и является поверхностным белком.
ActA представляет собой естественно развернутый белок, который можно разделить на три функциональных домена (рис. 2):
Первые 156 аминокислот N-концевого домена состоят из трех областей (рис. 2):
N-концевая часть ActA играет важная роль в полимеризации актина. Домен отображает консенсусные элементы, присутствующие в NPF эукариотического семейства WASP, которые включают область связывания мономера актина, а также область связывания Arp2 / 3 C (центральная или гомология кофилина) и A (кислая) область. Область связывания актинового мономера ActA имеет функциональные свойства, подобные WASP-Homology-2 (WH2) или домену V, но отличается по последовательности. Таким образом, в NPF семейства WASP домены располагаются в следующем порядке: WH2, за которым следует C, а затем A, чего нет в ActA.
Центральная богатая пролином область ActA имеет решающее значение для обеспечения эффективной подвижности бактерий. Существует четыре богатых пролином повтора, содержащих мотивы FPPPP или FPPIP. Эти области имитируют участки цитоскелетного белка клетки-хозяина зиксин, винкулин и палладин, которые, как известно, связаны с фокальными адгезиями или стрессовыми волокнами. Стимулированный вазодилататорами фосфопротеин (VASP ) может связываться через свой домен 1 гомологии Ena / VASP (домен EVH1 ) с центральной областью, богатой пролином, и рекрутирует профилин, белок, связывающий мономер актина, который сам способствует полимеризации на зазубренных концах актиновых филаментов. Кроме того, VASP, по-видимому, взаимодействует с F-актином через свой карбокси-концевой домен EVH2, который обеспечивает связывание бактерии с хвостом. Это утверждение подтверждается тем фактом, что ActA может одновременно связывать несколько белков Ena / VASP и имеет высокое сродство между ActA и Ena / VASP. Было показано, что VASP снижает частоту актин-Y-ветвей in vitro и, таким образом, увеличивает долю филаментов, которые расположены параллельно в хвостах комет.
С-концевой домен ActA имеет гидрофобную область, которая закрепляет белок на бактериальной мембране.
Таким образом, помимо
WASP / N-WASP, которые функционально имитирует ActA, высоко консервативен у эукариот. Он является важным организатором актинового цитоскелета и имеет решающее значение для таких процессов, как эндоцитоз и подвижность клеток. Активируемый Cdc42, малой ГТФазой семейства Rho, WASP / N-WASP активирует комплекс Arp2 / 3, что приводит к быстрой полимеризации актина.
В Shigella белок IcsA активирует N-WASP, который в неинфицированных клетках млекопитающих активируется GTPase Cdc42. Активный N-WASP / WASP приводит к полимеризации актина путем активации комплекса Arp2 / 3. Напротив, белок Listeria ActA взаимодействует с комплексом Arp2 / 3 и непосредственно активирует его.
Белок Rickettsia RickA также способен активировать комплекс Arp2 / 3 WASP-подобным образом.. В отличие от листерий актиновые филаменты организованы в длинные неразветвленные параллельные пучки. Комплекс Arp2 / 3 локализуется только вблизи бактериальной поверхности, поэтому предполагается, что происходит более частое независимое от комплекса Arp2 / 3 удлинение.
In Burkholderia pseudomallei BimA инициирует полимеризацию актина в пробирка. Предполагается, что внутриклеточная миграция этой бактерии функционирует независимо от комплекса Arp2 / 3.
