La internexina , alfa-internexina , es un filamento intermedio de clase IV de aproximadamente 66 KDa . La proteína se purificó originalmente a partir del nervio óptico y la médula espinal de ratas. [1] La proteína se copurifica con otras subunidades de neurofilamentos , como se descubrió originalmente, sin embargo, en algunas neuronas maduras puede ser el único neurofilamento expresado. La proteína está presente en neuroblastos en desarrollo y en el sistema nervioso central de adultos. La proteína es un componente principal de la red de filamentos intermedios en interneuronas pequeñas y células granulares cerebelosas, donde está presente en las fibras paralelas.
La alfa-internexina tiene un dominio de varilla central homólogo de aproximadamente 310 residuos de aminoácidos que forman una región helicoidal alfa altamente conservada . El dominio de varilla central es responsable de la estructura de bobina enrollada y está flanqueado por una región de cabeza amino terminal y una cola carboxiterminal . [2] Este dominio de varilla también está involucrado en la estructura de ensamblaje del filamento de 10 nm. Las regiones de cabeza y cola contienen segmentos que son altamente homólogos a la estructura de NF-M. [1] La región de cabeza es altamente básica y contiene muchos polímeros de serina y treonina , mientras que la región de cola tiene motivos de secuencia distintos como una región rica en glutamato. [3] El dominio alfa está compuesto de repeticiones de heptada de residuos hidrofóbicos que ayudan a la formación de una estructura de bobina enrollada . [3] La estructura de la alfa-internexina está altamente conservada entre ratas, ratones y humanos. [1]
La alfa-internexina puede formar homopolímeros , a diferencia del heteropolímero que forman los neurofilamentos . Esta formación sugiere que la alfa-internexina y los tres neurofilamentos forman sistemas de filamentos separados. [4] La alfa-internexina no solo puede formar homopolímeros, sino que también forma una red de filamentos extendidos en ausencia de otras proteínas de filamentos intermedios y se coensambla eficientemente con cualquier subunidad de tipo IV o tipo III, in vitro. [1] En Ching et al., se propone un modelo del ensamblaje de filamentos intermedios. Este modelo incluye los siguientes pasos:
La estrecha relación entre las proteínas de tripletes de neurofilamentos y la α-internexina es bastante obvia. La α-internexina es funcionalmente interdependiente con las proteínas de tripletes de neurofilamentos. [4] Si se elimina genéticamente NF-M y/o NF-H en ratones, el transporte y la presencia, en los axones del sistema nervioso central, de la α-internexina se reducirán drásticamente. No sólo son funcionalmente similares, sino que las tasas de recambio también son similares entre las cuatro proteínas. [4]
Se expresa en el desarrollo temprano en el neuroblasto junto con α-internexina y periferina . A medida que continúa el desarrollo en neuronas, las proteínas del triplete de neurofilamentos (NF-L: neurofilamento de baja masa molecular , NF-M: neurofilamento de masa molecular media y NF-H: neurofilamento de alta masa molecular) se expresan en orden creciente de masa molecular a medida que disminuye la expresión de α-internexina. [3] En la fase de desarrollo del neuroblasto, la α-internexina se encuentra en los neuroblastos derivados del tubo neural y la cresta neural.
En las células adultas , la α-internexina se expresa abundantemente en el sistema nervioso central , en el citoplasma de las neuronas, junto con las proteínas tripletes de neurofilamentos. Se expresan en una proporción estequiométrica relativamente fija con respecto a los neurofilamentos. [4]
La alfa-internexina es un filamento del cerebro y del sistema nervioso central que participa en el desarrollo neuronal y se ha sugerido que desempeña un papel en el crecimiento axonal . La gefiltina y la xefiltina, homólogos de la α-internexina en el pez cebra y en el Xenopus laevis , respectivamente, se expresan en gran medida durante el crecimiento de la retina y la regeneración del axón óptico y, por lo tanto, han ayudado a la especulación de que la α-internexina y el crecimiento axonal pueden estar conectados. [1] Con esta especulación, se han realizado estudios para desarrollar un puente más fuerte entre los dos. A través de estudios de knockout con ratones, la inhibición de la α-internexina no tuvo un efecto visible en el desarrollo del sistema nervioso , lo que sugiere que el crecimiento axonal no se ve afectado por la α-internexina; sin embargo, el estudio de knockout no descartó diferencias sutiles que la proteína pudiera haber causado. [4] La α-internexina no solo se ha relacionado con el crecimiento axonal, sino que también puede regular la estabilidad o el diámetro axonal a través de cambios en los filamentos y la composición de sus subunidades . [1] Además, la internexina podría estar involucrada en el mantenimiento o la formación de espinas dendríticas. [4] Ha habido muchas implicaciones en cuanto a la función de la α-internexina, pero actualmente no existe evidencia concreta que respalde o niegue completamente estas especulaciones.
La α-internexina también se ha visto implicada en varias enfermedades degenerativas como la enfermedad de Alzheimer , la esclerosis lateral amiotrófica , la demencia con cuerpos de Lewy , la enfermedad de Parkinson , las neuropatías , la paraparesia espástica tropical y la mielopatía asociada al HTLV-1. En la mielopatía por HTLV-1, Tax, transactivador expresado por el HTLV-1, interactúa con la α-internexina en el cultivo celular, lo que da como resultado una reducción drástica de la transactivación de Tax y la formación de filamentos intermedios.