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Coronina

La coronina es una proteína de unión a la actina que también interactúa con los microtúbulos y en algunos tipos de células está asociada con la fagocitosis . [1] [2] [3] Las proteínas coronina se expresan en una gran cantidad de organismos eucariotas, desde la levadura hasta los humanos.

Descubrimiento

Inicialmente, se aisló una proteína de 55 kDa del complejo de actomiosina de Dictyostelium discoideum , que luego se demostró que se une a la actina in vitro. [4] Esta proteína de unión a la actina se denominó coronina debido a su fuerte inmunolocalización en la extensión tipo corona rica en actina de la corteza celular en D. discoideum . Inicialmente, esta proteína fue admitida en el club de proteínas de unión a la actina con el menor entusiasmo, ya que la estructura primaria no coincidía con ninguna otra ABP. Pero la mutación nula de la coronina en D. discoideum resultó en una citocinesis deteriorada y muchos procesos mediados por actina como la endocitosis , la motilidad celular, etc. Más tarde, la proteína se identificó en muchas células eucariotas. [5]

Estructura

Estructura cristalina de la coronina-1 de ratón. [6]

La coronina pertenece a las proteínas que contienen repeticiones WD, que forman una estructura terciaria de hélice beta . La estructura cristalina de la coronina 1A (ver figura a la derecha) que contiene la mayor parte de la proteína se resolvió en 2006. [6]

La repetición WD es un motivo estructural que comprende aproximadamente 40 aminoácidos y que generalmente termina con la secuencia de aminoácidos triptófano (W) – ácido aspártico (D) y de ahí el nombre WD. [7]

Las proteínas con dominio WD-40 se definen por la presencia de al menos cuatro repeticiones WD ubicadas centralmente en la proteína. Estos dominios fueron descubiertos en 1986 y se caracterizan por un dominio parcialmente conservado de 40 a 60 aminoácidos, que comienza con el dipéptido GH a 11-24 residuos del extremo N y termina con un dipéptido triptófano-ácido aspártico (WD) en el extremo C. El dominio WD no tiene actividad catalítica intrínseca y se cree que sirve como una plataforma estable para la interacción simultánea. Las proteínas con repetición WD tienen diversas funciones celulares. Desempeñan un papel central en procesos fisiológicos como la transducción de señales, la regulación transcripcional, la remodelación del citoesqueleto y la regulación del tráfico de vesículas.

Los homólogos de la coronina, tanto en vertebrados como en invertebrados, forman una subfamilia entre las proteínas de repetición WD. La coronina contiene de 3 a 5 repeticiones agrupadas de WD que forman el dominio central. Aparte del dominio central, casi todas las coroninas tienen un motivo N-terminal corto conservado y un motivo de espiral enrollada de 50 aminoácidos en el extremo C. La región N-terminal contiene 12 aminoácidos básicos que pueden tomarse como una característica distintiva, ya que está presente solo en las proteínas coroninas. Se ha demostrado que estos residuos básicos están involucrados en la unión de la actina. Además, cada coronina contiene una región divergente única entre el dominio WD y la región de espiral enrollada del extremo C. La cantidad de aminoácidos en esta región varía mucho. La región única de Dictyostelium tiene 22 aminoácidos, mientras que las coroninas de los mamíferos contienen alrededor de 50 aminoácidos. Las proteínas similares a la coronina de la levadura en ciernes Crn1 y una de las coroninas de Caenorhabditis elegans tienen una región única mucho más larga, es decir, 194 frente a 144 aa. La región única de la coronina de levadura muestra homologías con los dominios de unión a microtúbulos de las MAP y la coronina de levadura se une tanto a la actina como a los microtúbulos y actúa como puente entre ellos.

Existe una segunda región de variabilidad en la cuarta cadena β de las terceras repeticiones WD.

Función

Se descubrió que la coronina de levadura Crn1 [8] y la Dpod1 de Drosophila entrecruzan el citoesqueleto de actina y de microtúbulos. La POD-1 de Caenorhabditis elegans y el homólogo de la coronina de Drosophila regulan el citoesqueleto de actina y están involucrados en el tráfico vesicular.

Se han descrito siete isoformas diferentes de coronina en mamíferos. Las isoformas mejor estudiadas son la coronina 1 (coronina 1A) y la coronina 1B. La coronina 1 ejerció un efecto inhibidor sobre la formación de F-actina en estado estacionario celular a través de un mecanismo dependiente de Arp2/3. Mientras que la coronina 1 era necesaria para la migración mediada por quimiocinas, era prescindible para las funciones del receptor de antígeno de células T en las células T. [9] La coronina 1B es necesaria para la protrusión y migración celular eficiente. [10] [11] La coronina 1B inhibe la actividad del complejo Arp2/3 reemplazándola en la estructura de actina ramificada. [12] La coronina-7 de mamíferos no interactúa con la actina ni ejecuta ningún proceso mediado por actina, sino que participa en el tráfico de Golgi.

Aunque la coronina está presente en casi todos los organismos eucariotas y tiene diferentes funciones, se ha demostrado que todas estas proteínas se unen a la F-actina y se localizan en la zona dinámica rica en F-actina de las células. La coronina se une a la F-actina que contiene ATP/ADP-Pi con mucha mayor afinidad en comparación con la F-actina que contiene ADP, lo que podría explicar su localización celular única. [13]

Clasificación

La región de firma del extremo N se reduce a 5aa y aparece delante de cada dominio central de repetición WD (por ejemplo, CRN7, POD-1)

Miembros de la familia

Las proteínas humanas que son miembros de la familia coronina incluyen:

Referencias

  1. ^ Uetrecht AC, Bear JE (junio de 2006). "Coroninas: el regreso de la corona". Trends Cell Biol . 16 (8): 421–6. doi :10.1016/j.tcb.2006.06.002. PMID  16806932.
  2. ^ de Hostos EL (septiembre de 1999). "La familia de proteínas asociadas a la actina de la coronina". Trends Cell Biol . 9 (9): 345–50. doi :10.1016/S0962-8924(99)01620-7. PMID  10461187.
  3. ^ Rybakin V, Clemen CS (junio de 2005). "Proteínas coroninas como reguladores multifuncionales del citoesqueleto y el tráfico de membrana". BioEssays . 27 (6): 625–32. doi :10.1002/bies.20235. PMID  15892111. S2CID  1164259.
  4. ^ de Hostos EL, Bradtke B, Lottspeich F, Guggenheim R, Gerisch G (diciembre de 1991). "La coronina, una proteína de unión a la actina de Dictyostelium discoideum localizada en las proyecciones de la superficie celular, tiene similitudes de secuencia con las subunidades beta de la proteína G". EMBO J . 10 (13): 4097–104. doi :10.1002/j.1460-2075.1991.tb04986.x. PMC 453159 . PMID  1661669. 
  5. ^ de Hostos EL (2008). "Una breve historia de la familia Coronin". La familia de proteínas Coronin . Bioquímica subcelular. Vol. 48. págs. 31–40. doi :10.1007/978-0-387-09595-0_4. ISBN 978-0-387-09594-3. Número de identificación personal  18925369. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  6. ^ ab PDB : 2AQ5 ​; Appleton BA, Wu P, Wiesmann C (enero de 2006). "La estructura cristalina de la coronina-1 murina: un regulador de la dinámica del citoesqueleto de actina en los linfocitos". Estructura . 14 (1): 87–96. doi : 10.1016/j.str.2005.09.013 . PMID  16407068.
  7. ^ Li D, Roberts R (diciembre de 2001). "Proteínas con repetición WD: características estructurales, función biológica y su participación en enfermedades humanas". Cell. Mol. Life Sci . 58 (14): 2085–97. doi :10.1007/PL00000838. PMC 11337334. PMID 11814058.  S2CID 20646422  . 
  8. ^ Humphries CL, Balcer HI, D'Agostino JL, Winsor B, Drubin DG, Barnes G, Andrews BJ, Goode BL (diciembre de 2002). "Regulación directa de la actividad y función del complejo Arp2/3 por la proteína de unión a actina coronina". J. Cell Biol . 159 (6): 993–1004. doi :10.1083/jcb.200206113. PMC 2173993. PMID  12499356 . 
  9. ^ Föger N, Rangell L, Danilenko DM, Chan AC (agosto de 2006). "Requerimiento de coronina 1 en el tráfico de linfocitos T y la homeostasis celular". Science . 313 (5788): 839–42. Bibcode :2006Sci...313..839F. doi :10.1126/science.1130563. PMID  16902139. S2CID  39580628.
  10. ^ Cai L, Marshall TW, Uetrecht AC, Schafer DA, Bear JE (mayo de 2007). "La coronina 1B coordina las actividades del complejo Arp2/3 y de la cofilina en el borde de ataque". Cell . 128 (5): 915–29. doi :10.1016/j.cell.2007.01.031. PMC 2630706 . PMID  17350576. 
  11. ^ Cai L, Holoweckyj N, Schaller MD, Bear JE (septiembre de 2005). "La fosforilación de la coronina 1B por la proteína quinasa C regula la interacción con Arp2/3 y la motilidad celular". J Biol Chem . 280 (36): 31913–23. doi : 10.1074/jbc.M504146200 . PMID  16027158.
  12. ^ Cai L, Makhov AM, Schafer DA, Bear JE (septiembre de 2008). "La coronina 1B antagoniza la cortactina y remodela las ramas de actina que contienen Arp2/3 en los lamelipodios". Cell . 134 (5): 828–42. doi :10.1016/j.cell.2008.06.054. PMC 2570342 . PMID  18775315. 
  13. ^ Cai L, Makhov AM, Bear JE (mayo de 2007). "La unión de F-actina es esencial para la función de la coronina 1B in vivo". J Cell Sci . 120 (10): 1779–90. doi : 10.1242/jcs.007641 . PMID  17456547.

Lectura adicional