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Semaforina

Las semaforinas son una clase de proteínas secretadas y de membrana que originalmente se identificaron como moléculas de guía del cono de crecimiento axonal . Actúan principalmente como señales inhibidoras de corto alcance y envían señales a través de complejos receptores multiméricos. [1] [2] Las semaforinas suelen ser señales para desviar los axones de regiones inapropiadas, especialmente importantes en el desarrollo del sistema neuronal . La principal clase de proteínas que actúan como sus receptores se denominan plexinas , con neuropilinas como sus correceptores en muchos casos. Los principales receptores de las semaforinas son las plexinas, que tienen funciones establecidas en la regulación de las GTPasas de la familia Rho . Trabajos recientes muestran que las plexinas también pueden influir en R-Ras , que, a su vez, puede regular las integrinas. Dicha regulación es probablemente una característica común de la señalización de las semaforinas y contribuye sustancialmente a nuestra comprensión de la biología de las semaforinas.

Cada semaforina se caracteriza por la expresión de una región específica de unos 500 aminoácidos llamada dominio sema .

Las semaforinas reciben su nombre de la palabra inglesa Semaphore , que se originó del griego y significa portador de señales . [3]

Clases

Las semaforinas se agrupan en ocho clases principales según la estructura y los análisis del árbol filogenético . [4] Las primeras siete están ordenadas por número, desde la clase 1 hasta la clase 7. El octavo grupo es la clase V, donde V representa a los virus . Las clases 1 y 2 se encuentran solo en invertebrados, mientras que las clases 3, 4, 6 y 7 se encuentran solo en vertebrados. La clase 5 se encuentra tanto en vertebrados como en invertebrados, y la clase V es específica de los virus.

Las clases 1 y 6 se consideran homólogas entre sí; están unidas a la membrana en los invertebrados y vertebrados, respectivamente. Lo mismo se aplica a las clases 2 y 3; ambas son proteínas secretadas específicas de sus respectivos taxones .

Cada clase de semaforina tiene muchos subgrupos de moléculas diferentes que comparten características similares. Por ejemplo, las semaforinas de clase 3 van desde SEMA3A hasta SEMA3G.

En los humanos, los genes son:

Receptores de semaforina

Diferentes semaforinas utilizan distintos tipos de receptores:

Funciones

Las semaforinas de clase III regulan múltiples procesos después de una lesión de la médula espinal al influir en las células neuronales y no neuronales. Copyright © 2014 Mecollari, Nieuwenhuis y Verhaagen. Una perspectiva sobre el papel de la señalización de las semaforinas de clase III en el traumatismo del sistema nervioso central. 1–17. doi: 10.3389/fncel.2014.00328

Las semaforinas son ligandos versátiles. Su descubrimiento se produjo en relación con la guía axonal en los brotes de las extremidades de los saltamontes en 1992, pero desde entonces se ha descubierto que las semaforinas desempeñan un papel en muchos procesos. No solo guían a los axones en el desarrollo, sino que también tienen papeles importantes en la función inmune (clases 4, 6 y 7) y el desarrollo de los huesos. Las semaforinas de clase 3 son una de las clases de semaforinas más versátiles, en la que Sema3a es la más estudiada.

Durante el desarrollo, las semaforinas y sus receptores pueden estar involucrados en la clasificación de grupos de neuronas motoras y la modulación de la búsqueda de rutas para los axones aferentes y eferentes desde y hacia estos grupos. [6] Por ejemplo, Sema3a repele los axones de los ganglios de la raíz dorsal, los nervios faciales, los nervios vagos, los nervios olfativos-sensoriales, los nervios corticales, los nervios hipocampales y los nervios cerebelosos.

Las semaforinas de clase 3 tienen una función importante después de lesiones traumáticas del sistema nervioso central , como la lesión de la médula espinal . Regulan las células neuronales y no neuronales asociadas con la lesión traumática debido a su presencia en el tejido cicatricial. Las semaforinas de clase 3 modulan el recrecimiento axonal , la revascularización , la remielinización y la respuesta inmunitaria después de un traumatismo del sistema nervioso central. [7]

Notas

  1. ^ Kong Y, Janssen BJ, Malinauskas T, Vangoor VR, Coles CH, Kaufmann R, Ni T, Gilbert RJ, Padilla-Parra S, Pasterkamp RJ, Jones EY (2016). "Base estructural para la activación y regulación de las plexinas". Neuron . 91 (8): 1–13. doi :10.1016/j.neuron.2016.06.018. PMC  4980550 . PMID  27397516.
  2. ^ Janssen BJ, Malinauskas T, Weir GA, Cader MZ, Siebold C, Jones EY (2012). "Las neuropilinas bloquean las semaforinas secretadas en las plexinas en un complejo de señalización ternario". Nature Structural & Molecular Biology . 19 (12): 1293–1299. doi :10.1038/nsmb.2416. PMC 3590443 . PMID  23104057. 
  3. ^ Kolodkin, Alex L.; Matthes, David J.; Goodman, Corey S. (31 de diciembre de 1993). "Los genes de la semaforina codifican una familia de moléculas de guía de cono de crecimiento transmembrana y secretadas". Cell . 75 (7): 1389–1399. doi :10.1016/0092-8674(93)90625-Z. PMID  8269517. S2CID  21047504.
  4. ^ Comité de Nomenclatura de Semaforinas (mayo de 1999). "Nomenclatura unificada para las semaforinas/colapsinas". Cell . 97 (5): 551–2. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80766-7 . PMID  10367884.
  5. ^ Sharma A, Verhaagen J, Harvey AR (julio de 2012). "Complejos receptores para cada una de las semaforinas de clase 3". Frontiers in Cellular Neuroscience . 6 : 28. doi : 10.3389/fncel.2012.00028 . PMC 3389612 . PMID  22783168. 
  6. ^ Cohen S, Funkelstein L, Livet J, Rougon G, Henderson CE, Castellani V, Mann F (abril de 2005). "Un código de semaforina define subpoblaciones de neuronas motoras espinales durante el desarrollo del ratón". The European Journal of Neuroscience . 21 (7): 1767–76. doi :10.1111/j.1460-9568.2005.04021.x. PMID  15869472. S2CID  24049774.
  7. ^ Mecollari V, Nieuwenhuis B, Verhaagen J (2014). "Una perspectiva sobre el papel de la señalización de semaforinas de clase III en el trauma del sistema nervioso central". Frontiers in Cellular Neuroscience . 8 : 328. doi : 10.3389/fncel.2014.00328 . PMC 4209881 . PMID  25386118. 

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