Gen codificador de proteínas en la especie Homo sapiens
La alfa-actinina-2 es una proteína que en los humanos está codificada por el gen ACTN2 . [5] Este gen codifica una isoforma de alfa-actinina que se expresa tanto en los músculos esqueléticos como en los cardíacos y funciona para anclar los filamentos delgados de actina miofibrilar y la titina a los discos Z.
Estructura
La alfa-actinina-2 es una proteína de 103,8 kDa compuesta por 894 aminoácidos. [6] [7] Cada molécula tiene forma de bastón (35 nm de longitud) y se homodimeriza de manera antiparalela. Cada monómero tiene una región de unión a actina N-terminal compuesta por dos dominios de homología de calponina, dos dominios de mano EF C-terminal y cuatro repeticiones en tándem similares a espectrina forman el dominio de bastón en la región central de la molécula. [8] Recientemente se resolvió la estructura cristalina de alta resolución de la alfa-actinina 2 humana a 3,5 Å. [9] Las alfa actininas pertenecen a la superfamilia de genes de la espectrina , que representa un grupo diverso de proteínas citoesqueléticas de unión a actina , entre las que se incluyen la espectrina , la distrofina , la utrofina y la fimbrina . [8] Las isoformas del músculo esquelético, cardíaco y liso se localizan en el disco Z y cuerpos densos análogos, donde ayudan a anclar los filamentos de actina miofibrilar. Se ha demostrado que la alfa-actinina 2 interactúa con KCNA5 , [10] [11] DLG1 , [10] DISC1 , [12] MYOZ1 , [13] GRIN2B , [14] ADAM12 , [15] ACTN3 , [16] MYPN , [17] PDLIM3 , [18] PKN , [19] MYOT , [20] TTN , [21] NMDAR , [22] SYNPO2 , [23] LDB3 , [24] y FATZ. [13]
Función
La función principal de la alfa-actinina-2 es reticular las moléculas filamentosas de actina y las moléculas de titina de los sarcómeros adyacentes en los discos Z , una función que está modulada por los fosfolípidos. [25] [26] De los estudios de Hampton et al. se desprende claramente que esta reticulación puede asumir una variedad de conformaciones, con preferencias por ángulos de 60° y 120°. [27] La alfa-actinina-2 también funciona en el acoplamiento de moléculas de señalización en los discos Z , y estudios adicionales también han implicado a la alfa-actinina-2 en la unión de los canales iónicos cardíacos, en particular K v 1,5 . [10]
Importancia clínica
Las mutaciones en ACTN2 están asociadas con la miocardiopatía hipertrófica , [28] así como con la miocardiopatía dilatada y la fibroelastosis endocárdica . [29] Las diversas funciones de la alfa-actinina-2 se reflejan en la diversa presentación clínica de los pacientes portadores de mutaciones de ACTN2 . [30]
Referencias
- ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000077522 – Ensembl , mayo de 2017
- ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000052374 – Ensembl , mayo de 2017
- ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
- ^ "Gen Entrez: actinina ACTN2, alfa 2".
- ^ "Información sobre proteínas: información básica: proteína COPaKB ID: P35609". Base de conocimientos del Atlas de proteínas de organelas cardíacas . Archivado desde el original el 2015-04-13 . Consultado el 2015-04-13 .
- ^ Zong NC, Li H, Li H, Lam MP, Jimenez RC, Kim CS, Deng N, Kim AK, Choi JH, Zelaya I, Liem D, Meyer D, Odeberg J, Fang C, Lu HJ, Xu T, Weiss J, Duan H, Uhlen M, Yates JR, Apweiler R, Ge J, Hermjakob H, Ping P (octubre de 2013). "Integración de la biología y la medicina del proteoma cardíaco mediante una base de conocimiento especializada". Circulation Research . 113 (9): 1043–53. doi :10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475 . PMID 23965338.
- ^ ab Luther PK (2009). "El disco Z del músculo vertebrado: ancla del sarcómero para la estructura y la señalización". Revista de investigación muscular y motilidad celular . 30 (5–6): 171–85. doi :10.1007/s10974-009-9189-6. PMC 2799012 . PMID 19830582.
- ^ Ribeiro Ede A, Pinotsis N, Ghisleni A, Salmazo A, Konarev PV, Kostan J, Sjöblom B, Schreiner C, Polyansky AA, Gkougkoulia EA, Holt MR, Aachmann FL, Zagrović B, Bordignon E , Pirker KF, Svergun DI, Gautel M, Djinović-Carugo K (diciembre de 2014). "La estructura y regulación de la α-actinina del músculo humano". Celúla . 159 (6): 1447–60. doi :10.1016/j.cell.2014.10.056. PMC 4259493 . PMID 25433700.
- ^ abc Eldstrom J, Choi WS, Steele DF, Fedida D (julio de 2003). "SAP97 aumenta las corrientes Kv1.5 a través de un mecanismo indirecto N-terminal". FEBS Letters . 547 (1–3): 205–11. doi :10.1016/S0014-5793(03)00668-9. PMID 12860415. S2CID 34857270.
- ^ Maruoka ND, Steele DF, Au BP, Dan P, Zhang X, Moore ED, Fedida D (mayo de 2000). "La alfa-actinina-2 se acopla a los canales cardíacos Kv1.5, regulando la densidad de corriente y la localización del canal en las células HEK". FEBS Letters . 473 (2): 188–94. doi : 10.1016/S0014-5793(00)01521-0 . PMID 10812072.
- ^ Morris JA, Kandpal G, Ma L, Austin CP (julio de 2003). "DISC1 (Disrupted-In-Schizophrenia 1) es una proteína asociada al centrosoma que interactúa con MAP1A, MIPT3, ATF4/5 y NUDEL: regulación y pérdida de interacción con la mutación". Human Molecular Genetics . 12 (13): 1591–608. doi :10.1093/hmg/ddg162. PMID 12812986.
- ^ ab Faulkner G, Pallavicini A, Comelli A, Salamon M, Bortoletto G, Ievolella C, Trevisan S, Kojic' S, Dalla Vecchia F, Laveder P, Valle G, Lanfranchi G (diciembre de 2000). "FATZ, una proteína de unión a filamina, actinina y teletonina del disco Z del músculo esquelético". La Revista de Química Biológica . 275 (52): 41234–42. doi : 10.1074/jbc.M007493200 . PMID 10984498.
- ^ Wyszynski M, Lin J, Rao A, Nigh E, Beggs AH, Craig AM, Sheng M (enero de 1997). "Unión competitiva de alfa-actinina y calmodulina al receptor NMDA". Nature . 385 (6615): 439–42. Bibcode :1997Natur.385..439W. doi :10.1038/385439a0. PMID 9009191. S2CID 4266742.
- ^ Galliano MF, Huet C, Frygelius J, Polgren A, Wewer UM, Engvall E (mayo de 2000). "La unión de ADAM12, un marcador de regeneración del músculo esquelético, a la proteína de unión a actina específica del músculo, alfa-actinina-2, es necesaria para la fusión de mioblastos". The Journal of Biological Chemistry . 275 (18): 13933–9. doi : 10.1074/jbc.275.18.13933 . PMID 10788519.
- ^ Chan Y, Tong HQ, Beggs AH, Kunkel LM (julio de 1998). "Las isoformas de alfa-actinina-2 y -3 específicas del músculo esquelético humano forman homodímeros y heterodímeros in vitro e in vivo". Biochemical and Biophysical Research Communications . 248 (1): 134–9. doi :10.1006/bbrc.1998.8920. PMID 9675099.
- ^ Bang ML, Mudry RE, McElhinny AS, Trombitás K, Geach AJ, Yamasaki R, Sorimachi H, Granzier H, Gregorio CC, Labeit S (abril de 2001). "Miopalladina, una nueva proteína sarcomérica de 145 kilodalton con múltiples funciones en los ensamblajes de proteínas de banda I y disco Z". Revista de biología celular . 153 (2): 413–27. doi :10.1083/jcb.153.2.413. PMC 2169455 . PMID 11309420.
- ^ Pomiès P, Macalma T, Beckerle MC (octubre de 1999). "Purificación y caracterización de una proteína PDZ-LIM que se une a la alfa-actinina y que se regula positivamente durante la diferenciación muscular". The Journal of Biological Chemistry . 274 (41): 29242–50. doi : 10.1074/jbc.274.41.29242 . PMID 10506181.
- ^ Mukai H, Toshimori M, Shibata H, Takanaga H, Kitagawa M, Miyahara M, Shimakawa M, Ono Y (febrero de 1997). "Interacción de PKN con alfa-actinina". The Journal of Biological Chemistry . 272 (8): 4740–6. doi : 10.1074/jbc.272.8.4740 . PMID 9030526.
- ^ Salmikangas P, Mykkänen OM, Grönholm M, Heiska L, Kere J, Carpén O (julio de 1999). "La miotilina, una nueva proteína sarcomérica con dos dominios similares a las Ig, está codificada por un gen candidato para la distrofia muscular de cinturas". Genética molecular humana . 8 (7): 1329–36. doi : 10.1093/hmg/8.7.1329 . PMID: 10369880.
- ^ Young P, Ferguson C, Bañuelos S, Gautel M (marzo de 1998). "Estructura molecular del disco Z sarcomérico: dos tipos de interacciones de titina conducen a una clasificación asimétrica de la alfa-actinina". The EMBO Journal . 17 (6): 1614–24. doi :10.1093/emboj/17.6.1614. PMC 1170509 . PMID 9501083.
- ^ Chunn CJ, Starr PR, Gilbert DN (agosto de 1977). "Toxicidad de la anfotericina B en los neutrófilos". Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 12 (2): 226–30. doi :10.1128/aac.12.2.226. PMC 429889. PMID 900919 .
- ^ Linnemann A, van der Ven PF, Vakeel P, Albinus B, Simonis D, Bendas G, Schenk JA, Micheel B, Kley RA, Fürst DO (septiembre de 2010). "La miopodina, componente sarcomérico del disco Z, es una proteína multiadaptadora que interactúa con la filamina y la alfa-actinina". Revista europea de biología celular . 89 (9): 681–92. doi :10.1016/j.ejcb.2010.04.004. PMID 20554076.
- ^ Jani K, Schöck F (diciembre de 2007). "Zasp es necesaria para el ensamblaje de sitios de adhesión de integrinas funcionales". The Journal of Cell Biology . 179 (7): 1583–97. doi :10.1083/jcb.200707045. PMC 2373490 . PMID 18166658.
- ^ Young P, Gautel M (diciembre de 2000). "La interacción de la titina y la alfa-actinina está controlada por un mecanismo de pseudoligando intramolecular regulado por fosfolípidos". The EMBO Journal . 19 (23): 6331–40. doi :10.1093/emboj/19.23.6331. PMC 305858 . PMID 11101506.
- ^ Fukami K, Furuhashi K, Inagaki M, Endo T, Hatano S, Takenawa T (septiembre de 1992). "Requerimiento de fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato para la función de la alfa-actinina". Nature . 359 (6391): 150–2. Bibcode :1992Natur.359..150F. doi :10.1038/359150a0. PMID 1326084. S2CID 4372960.
- ^ Hampton CM, Taylor DW, Taylor KA (abril de 2007). "Nuevas estructuras para las interacciones alfa-actinina:F-actina y sus implicaciones para la unión de la actina a la membrana y la detección de tensión en el citoesqueleto". Journal of Molecular Biology . 368 (1): 92–104. doi :10.1016/j.jmb.2007.01.071. PMC 1919418 . PMID 17331538.
- ^ Chiu C, Bagnall RD, Ingles J, Yeates L, Kennerson M, Donald JA, Jormakka M, Lind JM, Semsarian C (marzo de 2010). "Las mutaciones en la alfa-actinina-2 causan miocardiopatía hipertrófica: un análisis de todo el genoma". Journal of the American College of Cardiology . 55 (11): 1127–35. doi :10.1016/j.jacc.2009.11.016. PMID 20022194. S2CID 116513873.
- ^ Mohapatra B, Jiménez S, Lin JH, Bowles KR, Coveler KJ, Marx JG, Chrisco MA, Murphy RT, Lurie PR, Schwartz RJ, Elliott PM, Vatta M, McKenna W, Towbin JA, Bowles NE (2003). "Mutaciones en los genes de la proteína LIM muscular y de la alfa-actinina-2 en la miocardiopatía dilatada y la fibroelastosis endocárdica". Genética molecular y metabolismo . 80 (1–2): 207–15. doi :10.1016/s1096-7192(03)00142-2. PMID 14567970.
- ^ Bagnall RD, Molloy LK, Kalman JM, Semsarian C (septiembre de 2014). "La secuenciación del exoma identifica una mutación en el gen ACTN2 en una familia con fibrilación ventricular idiopática, no compactación del ventrículo izquierdo y muerte súbita". BMC Medical Genetics . 15 (1): 99. doi : 10.1186/s12881-014-0099-0 . PMC 4355500 . PMID 25224718.
Lectura adicional
- Faulkner G, Lanfranchi G, Valle G (mayo de 2001). "Teletonina y otras proteínas nuevas del disco Z del músculo esquelético". IUBMB Life . 51 (5): 275–82. doi :10.1080/152165401317190761. PMID 11699871. S2CID 23688131.
- Beggs AH, Byers TJ, Knoll JH, Boyce FM, Bruns GA, Kunkel LM (mayo de 1992). "Clonación y caracterización de dos genes de alfa-actinina del músculo esquelético humano ubicados en los cromosomas 1 y 11". The Journal of Biological Chemistry . 267 (13): 9281–8. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50420-3 . PMID 1339456.
- Beggs AH, Phillips HA, Kozman H, Mulley JC, Wilton SD, Kunkel LM, Laing NG (agosto de 1992). "Un polimorfismo de repetición (CA)n para el gen de alfa-actinina del músculo esquelético humano ACTN2 y su localización en el mapa de ligamiento del cromosoma 1". Genomics . 13 (4): 1314–5. doi :10.1016/0888-7543(92)90054-V. PMID 1505962.
- Yürüker B, Niggli V (febrero de 1992). "Alfa-actinina y vinculina en neutrófilos humanos: reorganización durante la adhesión y relación con la red de actina". Journal of Cell Science . 101 (2): 403–14. doi :10.1242/jcs.101.2.403. PMID 1629252.
- Pavalko FM, LaRoche SM (octubre de 1993). "La activación de los neutrófilos humanos induce una interacción entre la subunidad beta 2 de la integrina (CD18) y la proteína de unión a la actina alfa-actinina". Journal of Immunology . 151 (7): 3795–807. doi : 10.4049/jimmunol.151.7.3795 . PMID 8104223. S2CID 32574143.
- Yoshida M, Westlin WF, Wang N, Ingber DE, Rosenzweig A, Resnick N, Gimbrone MA (abril de 1996). "La adhesión de leucocitos al endotelio vascular induce la unión de la E-selectina al citoesqueleto de actina". The Journal of Cell Biology . 133 (2): 445–55. doi :10.1083/jcb.133.2.445. PMC 2120789 . PMID 8609175.
- Wyszynski M, Lin J, Rao A, Nigh E, Beggs AH, Craig AM, Sheng M (enero de 1997). "Unión competitiva de alfa-actinina y calmodulina al receptor NMDA". Nature . 385 (6615): 439–42. Bibcode :1997Natur.385..439W. doi :10.1038/385439a0. PMID 9009191. S2CID 4266742.
- Mukai H, Toshimori M, Shibata H, Takanaga H, Kitagawa M, Miyahara M, Shimakawa M, Ono Y (febrero de 1997). "Interacción de PKN con alfa-actinina". Revista de química biológica . 272 (8): 4740–6. doi : 10.1074/jbc.272.8.4740 . PMID 9030526.
- Young P, Ferguson C, Bañuelos S, Gautel M (marzo de 1998). "Estructura molecular del disco Z sarcomérico: dos tipos de interacciones de titina conducen a una clasificación asimétrica de la alfa-actinina". The EMBO Journal . 17 (6): 1614–24. doi :10.1093/emboj/17.6.1614. PMC 1170509 . PMID 9501083.
- Zhang S, Ehlers MD, Bernhardt JP, Su CT, Huganir RL (agosto de 1998). "La calmodulina media la inactivación dependiente del calcio de los receptores de N-metil-D-aspartato". Neuron . 21 (2): 443–53. doi : 10.1016/S0896-6273(00)80553-X . PMID 9728925. S2CID 18234477.
- Krupp JJ, Vissel B, Thomas CG, Heinemann SF, Westbrook GL (febrero de 1999). "Las interacciones de calmodulina y alfa-actinina con la subunidad NR1 modulan la inactivación dependiente de Ca2+ de los receptores NMDA". The Journal of Neuroscience . 19 (4): 1165–78. doi : 10.1523/JNEUROSCI.19-04-01165.1999 . PMC 6786025 . PMID 9952395.
- Zhou Q, Ruiz-Lozano P, Martone ME, Chen J (julio de 1999). "Cypher, una proteína que contiene dominios PDZ y LIM restringidos al músculo estriado, se une a la alfa-actinina-2 y a la proteína quinasa C". The Journal of Biological Chemistry . 274 (28): 19807–13. doi : 10.1074/jbc.274.28.19807 . PMID 10391924.
- Faulkner G, Pallavicini A, Formentin E, Comelli A, Ievolella C, Trevisan S, Bortoletto G, Scannapieco P, Salamon M, Mouly V, Valle G, Lanfranchi G (julio de 1999). "ZASP: una nueva proteína con motivo PDZ empalmada alternativamente de banda Z". La revista de biología celular . 146 (2): 465–75. doi :10.1083/jcb.146.2.465. PMC 3206570 . PMID 10427098.
- Tiso N, Majetti M, Stanchi F, Rampazzo A, Zimbello R, Nava A, Danieli GA (noviembre de 1999). "Mapeo fino y estructura genómica de ACTN2, el gen humano que codifica la isoforma sarcomérica de la alfa-actinina-2, expresada en el músculo esquelético y cardíaco". Biochemical and Biophysical Research Communications . 265 (1): 256–9. doi :10.1006/bbrc.1999.1661. PMID 10548523.
- Nikolopoulos SN, Spengler BA, Kisselbach K, Evans AE, Biedler JL, Ross RA (enero de 2000). "La proteína alfa-actinina no muscular humana codificada por el gen ACTN4 suprime la tumorigenicidad de las células de neuroblastoma humano". Oncogene . 19 (3): 380–6. doi : 10.1038/sj.onc.1203310 . PMID 10656685.
- Galliano MF, Huet C, Frygelius J, Polgren A, Wewer UM, Engvall E (mayo de 2000). "La unión de ADAM12, un marcador de regeneración del músculo esquelético, a la proteína de unión a actina específica del músculo, alfa-actinina-2, es necesaria para la fusión de mioblastos". The Journal of Biological Chemistry . 275 (18): 13933–9. doi : 10.1074/jbc.275.18.13933 . PMID 10788519.
- Maruoka ND, Steele DF, Au BP, Dan P, Zhang X, Moore ED, Fedida D (mayo de 2000). "La alfa-actinina-2 se acopla a los canales cardíacos Kv1.5, regulando la densidad de corriente y la localización del canal en las células HEK". FEBS Letters . 473 (2): 188–94. doi : 10.1016/S0014-5793(00)01521-0 . PMID 10812072.
- Kotaka M, Kostin S, Ngai S, Chan K, Lau Y, Lee SM, Li H, Ng EK, Schaper J, Tsui SK, Fung K, Lee C, Waye MM (junio de 2000). "Interacción de hCLIM1, una proteína de la familia Enigma, con alfa-actinina 2". Revista de bioquímica celular . 78 (4): 558–65. doi :10.1002/1097-4644(20000915)78:4<558::AID-JCB5>3.0.CO;2-I. PMID 10861853. S2CID 84122657.
- Parast MM, Otey CA (agosto de 2000). "Caracterización de la paladina, una proteína novedosa localizada en fibras de estrés y adherencias celulares". The Journal of Cell Biology . 150 (3): 643–56. doi :10.1083/jcb.150.3.643. PMC 2175193 . PMID 10931874.
- Faulkner G, Pallavicini A, Comelli A, Salamon M, Bortoletto G, Ievolella C, Trevisan S, Kojic' S, Dalla Vecchia F, Laveder P, Valle G, Lanfranchi G (diciembre de 2000). "FATZ, una proteína de unión a filamina, actinina y teletonina del disco Z del músculo esquelético". La Revista de Química Biológica . 275 (52): 41234–42. doi : 10.1074/jbc.M007493200 . PMID 10984498.
Enlaces externos
- Caracterización por espectrometría de masas de ACTN2 humano en COPaKB
- Entrada de GeneReviews/NIH/NCBI/UW sobre la descripción general de la miocardiopatía hipertrófica familiar
- Página de ubicación del genoma humano ACTN2 y detalles del gen ACTN2 en el navegador de genoma de la UCSC .