Войти
| V iew / Edit Human | View / Edit Mouse |
Винкулин - это глобулярный белок размером примерно 115 x 85 x 65 ангстрем в линейном измерении. В клетках млекопитающих винкулин представляет собой белок мембранно-цитоскелета. в бляшках фокальной адгезии, который участвует в связывании адгезионных молекул интегрина с актином цитоскелетом. Винкулин представляет собой белок цитоскелета, связанный с соединениями клетка-клетка и клетка-матрица, где, как полагают, он функционирует как один из нескольких взаимодействующих белков, участвующих в прикреплении F-актина к мембране.
Обнаруженная независимо Бенни Гейгером и Китом Берриджем, его последовательность на 20% -30% аналогична α- катенину, который выполняет аналогичную функцию.
Связывание поочередно с талином или α-актинином, форма винкулина и, как следствие, его связывающие свойства изменяются. Ген винкулина существует в виде единственной копии и, по-видимому, не близок к тому, чтобы брать на себя функции в его отсутствие. Его вариант сплайсинга метавинкулин (см. Ниже) также нуждается в винкулине для гетеродимеризации и работы зависимым образом.
Винкулин представляет собой белок цитоскелета массой 117 кДа с 1066 аминокислотами. Белок содержит кислый N-концевой домен и основной C-концевой домен, разделенные средним сегментом, обогащенным пролином. Винкулин состоит из глобулярного головного домена, который содержит сайты связывания талина и α-актинина, а также сайт фосфорилирования тирозина, тогда как хвостовая область содержит сайты связывания для F-актина, паксиллина и липидов..
По сути, имеется N-концевая головка из 835 аминокислот, которая разделена на четыре домена. Он связан с С-концевым хвостом с линкерной областью.
Недавнее открытие трехмерной структуры проливает свет на то, как этот белок адаптирует свою форму для выполнения множества функций. Например, винкулин может контролировать подвижность клетки, просто изменяя ее форму с активной на неактивную. В «неактивном» состоянии винкулин характеризуется взаимодействием между его головным и хвостовым доменами. И при преобразовании в «активную» форму, например, когда талин запускает связывание, внутримолекулярное взаимодействие между хвостом и головой прерывается. Другими словами, когда сайты связывания талина (VBS) α-спиралей связываются со структурой спирального пучка в головном домене винкулина, инициируется «преобразование спирального пучка», которое приводит к реорганизации α-спиралей (α1- α- 4), в результате чего получилась совершенно новая пятиспиральная структура пучка. Эта функция также распространяется на раковые клетки и регулирует их перемещение и распространение рака на другие части тела.
Распространение и перемещение клеток происходит в процессе связывания рецепторов интегрина на поверхности клетки с адгезионными молекулами внеклеточного матрикса. Винкулин связан с очаговой адгезией и адгезионными соединениями, которые представляют собой комплексы, образующие ядра актиновых филаментов и сшивающих агентов между внешней средой, плазматической мембраной и актиновым цитоскелетом. Комплекс очаговых спаек состоит из нескольких белков, таких как винкулин, α-актинин, паксиллин и талин, на внутриклеточной поверхности плазматической мембраны.
Говоря более конкретно, амино-конец винкулина связывается с талином, который, в свою очередь, связывается с β-интегринами, а карбокси-конец связывается с актином, фосфолипидами и гомодимерами, образующими паксиллин. Связывание винкулина с талином и актином регулируется полифосфоинозитидами и ингибируется кислыми фосфолипидами. Затем комплекс служит для закрепления актиновых нитей на мембране и, таким образом, помогает усилить силу, действующую на талин в очаговых адгезиях.
Потеря винкулина влияет на множество клеточных функций; он нарушает образование комплекса и предотвращает адгезию и распространение клеток. Отсутствие белка демонстрирует уменьшение распространения клеток, сопровождающееся уменьшением образования стрессовых волокон, образованием меньшего количества фокальных спаек и ингибированием роста ламеллиподий. Было обнаружено, что клетки, дефицитные по винкулину, имеют ростовые конусы, которые продвигаются медленнее, а также филоподии и ламеллипоиды, которые менее стабильны, чем клетки дикого типа. На основании исследований было высказано предположение, что недостаток винкулина может снизить адгезию клеток за счет ингибирования сборки очаговой адгезии и предотвращения полимеризации актина. С другой стороны, сверхэкспрессия винкулина может восстанавливать адгезию и распространение, способствуя привлечению цитоскелетных белков к фокальному адгезионному комплексу в месте связывания интегрина. Способность винкулина взаимодействовать с интегринами цитоскелета при очаговой адгезии, по-видимому, имеет решающее значение для контроля механики цитоскелета, распространения клеток и образования ламеллиподий. Таким образом, винкулин, по-видимому, играет ключевую роль в контроле формы, основываясь на его способности модулировать структуру и функцию фокальной адгезии.
Винкулин находится в равновесии между активным и неактивным состояниями. Активное состояние запускается после привязки к назначенному партнеру. Эти изменения происходят, когда винкулин взаимодействует с очагами адгезии, с которыми он связывается. Когда винкулин находится в неактивной форме, белок сохраняется в цитоплазме, в отличие от точек фокальной адгезии, связанных из активного состояния. Считается, что молекула талин является основным инициатором активации винкулина из-за ее присутствия в фокальных комплексах. Комбинаторная модель винкулина утверждает, что либо α-актинин, либо талин может активировать винкулин либо отдельно, либо с помощью PIP2 или актина. Эта активация происходит путем разделения соединения голова-хвост внутри неактивного винкулина.
| VBS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 голова винкулина человека (1-258) в комплексе с сайтом связывания винкулина 3 талина (остатки 1944 г.) -1969) | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | VBS | ||||||||
| Pfam | PF08913 | ||||||||
| InterPro | IPR015009 | ||||||||
| |||||||||
Винкулин сайты связывания преимущественно обнаруживаются в талине и талин-подобных молекулах, обеспечивая связывание винкулина в талин, стабилизируя опосредованные интегрином соединения клеточного матрикса. Талин, в свою очередь, связывает интегрины с актином цитоскелетом. Консенсусная последовательность для сайтов связывания винкулина представляет собой LxxAAxxVAxxVxxLIxxA с предсказанием вторичной структуры четырех амфипатических спиралей. гидрофобные остатки, которые определяют VBS, сами по себе «замаскированы» и скрыты в сердцевине серии спиральных пучков, составляющих стержень талина.
Гладкие мышцы и скелетные мышцы (и, вероятно, в меньшей степени в сердечной мышце ) в их хорошо- дифференцированных (сократительное) состояние коэкспрессирует (вместе с винкулином) вариант сплайсинга, несущий дополнительный экзон в 3'-кодирующей области, таким образом кодируя более длинную изоформу мета винкулин (мета VCL) с молекулярной массой ~ 150 кД - белок, о существовании которого известно с 1980-х годов. Трансляция дополнительного экзона вызывает вставку, содержащую от 68 до 79 аминокислот, между спиралями I и II в С-концевом хвостовом домене. Мутации в области вставки коррелируют с наследственной идиопатической дилатационной кардиомиопатией.
Длина вставки в метавинкулине составляет 68 AA у млекопитающих и 79 у лягушек. Сравнивали последовательности метавинкулина от свиньи, человека, курицы и лягушки и обнаружили, что вставка является двудольной: первая часть вариабельна, а вторая высококонсервативна. Обе изоформы винкулина совместно локализуются в мышечных адгезивных структурах, таких как плотные бляшки в гладких мышцах, интеркалированные диски в кардиомиоцитах и костамерах в скелетных мышцах. Хвостовой домен метавинкулина имеет меньшее сродство к голове по сравнению с хвостовым винкулином. В случае метавинкулина разворачивание С-концевой гидрофобной шпильочной петли хвостового домена нарушается отрицательными зарядами 68-аминокислотной вставки, таким образом, требуется активированная фосфолипидом обычная изоформа винкулина для полной активации молекулы метавинкулина.
Винкулин взаимодействует с:
в случаях Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике, представленный как СРК симптомы, выявлено, что антитела против CdtB влияют на функцию винкулина, которая необходима для моторики кишечника.
.. 