Войти
Фосфатазы, чувствительные к напряжению или фосфатазы, содержащие датчик напряжения, обычно сокращенно VSP, представляют собой семейство белков, встречающееся у многих видов, включая людей, мышей, рыбок данио, лягушек и морской брызг.
мультяшное сравнение потенциалзависимых ионных каналов и VSP | Идентификаторы | |
|---|---|
| Символ | VSP |
| суперсемейство OPM | 447 |
| белок OPM | 4g80 |
Первая чувствительная к напряжению фосфатаза была обнаружена в результате полногеномного поиска в sea squirt Кишечник. Поиск был разработан для выявления белков, которые содержат последовательность аминокислот, называемую датчиком напряжения, поскольку эта последовательность аминокислот придает чувствительность к напряжению потенциалозависимым ионным каналам. Хотя первоначальный геномный анализ в первую очередь касался эволюции потенциалзависимых ионных каналов, одним из результатов работы стало открытие белка VSP в морских брызгах, названного Ci-VSP .
Гомологи Ci -VSP у млекопитающих называется трансмембранными фосфатазами с гомологией тензина или TPTE. TPTE (теперь также называемый hVSP2) и близкородственный TPIP (также называемый TPTE2 или hVSP1) были идентифицированы до открытия Ci-VSP, однако в первоначальных отчетах об этих белках не было описано активности, зависящей от напряжения. Впоследствии были использованы вычислительные методы, чтобы предположить, что эти белки могут быть чувствительными к напряжению, однако Ci-VSP все еще широко считается первым идентифицированным VSP.
обнаружены VSP через животных и хоанофлагеллят, но потеряно из-за нематод и насекомых. Люди состоят из двух членов, TPTE и TPTE2, которые являются результатом специфической для приматов дупликации [1]. Большинство отчетов указывают на то, что VSP обнаруживаются в основном в репродуктивной ткани, особенно в яичках. Среди других обнаруженных ВСП: Dr-VSP (рыба данио Danio rerio, 2008 г.), Gg-VSP (курица Gallus gallus domesticus, 2014 г.), Xl-VSP1, Xl-VSP2 и Xt. -VSP (лягушки: X. laevis и X. tropicalis, 2011), TPTE (мышь) и т. Д.
После открытия Ci-VSP Номенклатура, используемая для наименования этих белков, состоит из двух букв, соответствующих инициалам названия вида, за которыми следует акроним VSP. Для человеческих VSP было предложено использовать названия Hs-VSP1 и Hs-VSP2 при ссылке на TPIP и TPTE, соответственно.
VSP состоят из двух белковых доменов : домена датчика напряжения и домена фосфатазы, связанного с липид- связывание домена C2.
Рисунок, изображающий движение сегмента S4 датчика напряжения в ответ на деполяризацию. Домен датчика напряжения содержит четыре трансмембранные спирали, обозначенные с S1 по S4. Трансмембранная спираль S4 содержит ряд положительно заряженных аминокислотных остатков аргинина и лизина. Чувствительность к напряжению в VSP создается в основном этими зарядами в S4, почти так же, как управляемые по напряжению ионные каналы управляются напряжением. Когда положительный заряд накапливается на одной стороне мембраны, содержащей такие датчики напряжения, он генерирует электрическую силу, прижимающую S4 в противоположном направлении. Таким образом, изменения мембранного потенциала перемещают S4 вперед и назад через мембрану, позволяя датчику напряжения действовать как переключатель. Активация датчика напряжения происходит при деполяризованных потенциалах, т. Е.: когда мембрана собирает больше положительного заряда на внутренней створке. И наоборот, отключение датчика напряжения происходит при гиперполяризованных потенциалах, когда мембрана накапливает больше отрицательного заряда на внутренней створке. Активация датчика напряжения увеличивает активность домена фосфатазы, а деактивация датчика напряжения снижает активность фосфатазы.
Домен фосфатазы в VSP очень гомологичен опухолевому супрессору PTEN и действует для удаления фосфатных групп из фосфолипиды в мембране, содержащей VSP. Фосфолипиды, такие как инозитолфосфаты, представляют собой сигнальные молекулы, которые оказывают различные эффекты в зависимости от структуры, по которой они фосфорилируются и дефосфорилируются. Следовательно, действие VSP заключается в косвенной регуляции процессов, зависящих от фосфолипидов.
Основным субстратом, который до сих пор был охарактеризован для VSP (включая hVSP1, но не hVSP2 / TPTE, который не проявляет активности фосфатазы), является фосфатидилинозитол (4,5) -бисфосфат, которые дефосфорилируют VSP в 5 'положении. Однако сообщалось об активности VSP и против других фосфоинозитидов, включая фосфатидилинозитол (3,4,5) -трифосфат, который также дефосфорилируется в 5'-положении. Также была продемонстрирована активность против 3-фосфата PI (3,4) P 2 ; эта активность, по-видимому, проявляется при высоких потенциалах мембраны, при более низких потенциалах преобладает активность 5'-фосфатазы.
Play media Эта морфа была создана в Chimera с использованием структур PDB Ci-VSP 3V0D, 3V0F, 4G7V и 4G80. Каталитическая область показана розовым цветом, а область измерения напряжения - синим. Красные остатки - это аргинины в S4, а синий остаток показывает глутамат в предлагаемой петле гейтирования, регулирующей доступ к каталитическому цистеину (показан оранжевым). Часть отсутствующей области между двумя доменами была смоделирована с использованием сервера CPHmodels 3.2 (показан серым цветом). Рентгеновская кристаллография использовалась для создания изображений с высоким разрешением два отдельных домена Ci-VSP. Внося небольшие мутации в белок, исследователи создали кристаллические структуры как домена, чувствительного к напряжению, так и домена фосфатазы из Ci-VSP в состояниях, которые считаются «включенными» и «выключенными». Эти структуры привели к модели активации VSP, в которой движение датчика напряжения влияет на конформационные изменения в «петле затвора», перемещая остаток глутамата в петле затвора от каталитического кармана домена фосфатазы для увеличения активности фосфатазы.
ВСП использовались в качестве инструмента для манипулирования фосфолипидами в экспериментальных условиях. Поскольку мембранный потенциал можно контролировать с помощью методов patch clamp, размещение VSP в мембране позволяет экспериментаторам быстро дефосфорилировать субстраты VSP. Датчики напряжения VSP также использовались для создания генетически кодируемых флуоресцентных датчиков, чувствительных к напряжению. Эти зонды позволяют экспериментаторам визуализировать напряжение в мембранах с помощью флуоресценции. Однако нормальная роль, которую играют ВСП в организме, все еще недостаточно изучена.
