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Receptor de trifosfato de inositol

El receptor de trifosfato de inositol ( InsP3R ) es un complejo de glicoproteína de membrana que actúa como un canal de Ca 2+ activado por el trifosfato de inositol (InsP3). El InsP3R es muy diverso entre los organismos y es necesario para el control de los procesos celulares y fisiológicos, incluida la división celular, la proliferación celular, la apoptosis, la fertilización, el desarrollo, el comportamiento, el aprendizaje y la memoria. [2] El receptor de trifosfato de inositol representa un segundo mensajero dominante que conduce a la liberación de Ca 2+ de los sitios de almacenamiento intracelular. Existe evidencia sólida que sugiere que el InsP3R desempeña un papel importante en la conversión de estímulos externos en señales intracelulares de Ca 2+ caracterizadas por patrones complejos relativos tanto al espacio como al tiempo, como ondas y oscilaciones de Ca 2+ . [3]

Descubrimiento

El receptor InsP3 fue purificado por primera vez del cerebelo de rata por los neurocientíficos Surachai Supattapone y Solomon Snyder en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. [4]

El ADNc del receptor InsP3 fue clonado por primera vez en el laboratorio de Katsuhiko Mikoshiba. La secuenciación inicial se informó como una proteína desconocida enriquecida en el cerebelo llamada P400. [5] El gran tamaño de este marco de lectura abierto indicó un peso molecular similar al de la proteína purificada bioquímicamente, y poco después se confirmó que la proteína p400 era de hecho el receptor de trifosfato de inositol. [6]

Distribución

El receptor tiene una amplia distribución tisular, pero es especialmente abundante en el cerebelo . La mayoría de los InsP3R se encuentran integrados en el retículo endoplasmático .

Estructura

Varias estructuras cristalográficas de rayos X [7] [8] [9] y criomicroscópicas electrónicas (crio-EM) [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] de IP 3 Rs de ratón, rata y humano han definido la arquitectura general del canal. El ensamblaje C4-simétrico de 1,2 MDa consiste en un dominio transmembrana (TMD) incrustado en ER en un pliegue de canal catiónico de 6 transmembrana (6TM) con dominio intercambiado que está cubierto por un gran dominio citosólico (CD). De esta manera, los IP 3 Rs comparten una homología significativa con los RyR mucho más grandes y distantemente relacionados. [17] El CD contiene todos los sitios de unión de ligando conocidos, incluido el sitio de unión de IP 3 , dos sitios de unión de Ca 2+ , un sitio de unión de nucleótido de adenina y un pliegue de dedo C 2 H 2 Zn 2+ . Se ha definido un paisaje conformacional integral dependiente de Ca 2+ mediante crio-EM. [18]

Véase también

Referencias

  1. ^ Bosanac I, Yamazaki H, Matsu-Ura T, Michikawa T, Mikoshiba K, Ikura M (enero de 2005). "Estructura cristalina del dominio supresor de unión al ligando del receptor de inositol 1,4,5-trifosfato de tipo 1". Molecular Cell . 17 (2): 193–203. doi : 10.1016/j.molcel.2004.11.047 . PMID  15664189.
  2. ^ Bosanac I, Alattia JR, Mal TK, Chan J, Talarico S, Tong FK, et al. (diciembre de 2002). "Estructura del núcleo de unión del receptor de inositol 1,4,5-trifosfato en complejo con su ligando". Nature . 420 (6916): 696–700. Bibcode :2002Natur.420..696B. doi :10.1038/nature01268. PMID  12442173. S2CID  4422308.
  3. ^ Yoshida Y, Imai S (junio de 1997). "Estructura y función del receptor de inositol 1,4,5-trifosfato". Revista Japonesa de Farmacología . 74 (2): 125–137. doi : 10.1254/jjp.74.125 . PMID  9243320.
  4. ^ Supattapone S, Worley PF, Baraban JM, Snyder SH (enero de 1988). "Solubilización, purificación y caracterización de un receptor de trifosfato de inositol". The Journal of Biological Chemistry . 263 (3): 1530–1534. doi : 10.1016/S0021-9258(19)57336-7 . PMID  2826483.
  5. ^ Furuichi T, Yoshikawa S, Mikoshiba K (julio de 1989). "Secuencia de nucleótidos del ADNc que codifica la proteína P400 en el cerebelo del ratón". Nucleic Acids Research . 17 (13): 5385–5386. doi :10.1093/nar/17.13.5385. PMC 318125 . PMID  2762133. 
  6. ^ Furuichi T, Yoshikawa S, Miyawaki A, Wada K, Maeda N, Mikoshiba K (noviembre de 1989). "Estructura primaria y expresión funcional de la proteína P400 que se une al inositol 1,4,5-trifosfato". Nature . 342 (6245): 32–38. Bibcode :1989Natur.342...32F. doi :10.1038/342032a0. PMID  2554142. S2CID  1781700.
  7. ^ Bosanac I, Alattia JR, Mal TK, Chan J, Talarico S, Tong FK, et al. (diciembre de 2002). "Estructura del núcleo de unión del receptor de inositol 1,4,5-trifosfato en complejo con su ligando". Nature . 420 (6916): 696–700. Bibcode :2002Natur.420..696B. doi :10.1038/nature01268. PMID  12442173. S2CID  4422308.
  8. ^ Lin CC, Baek K, Lu Z (septiembre de 2011). "Estructuras cristalinas unidas a Apo e InsP₃ del dominio de unión al ligando de un receptor InsP₃". Nature Structural & Molecular Biology . 18 (10): 1172–1174. doi :10.1038/nsmb.2112. PMC 3242432 . PMID  21892169. 
  9. ^ Seo MD, Velamakanni S, Ishiyama N, Stathopulos PB, Rossi AM, Khan SA, et al. (enero de 2012). "Conservación estructural y funcional de dominios clave en los receptores InsP3 y rianodina". Nature . 483 (7387): 108–112. Bibcode :2012Natur.483..108S. doi :10.1038/nature10751. PMC 3378505 . PMID  22286060. 
  10. ^ Fan G, Baker ML, Wang Z, Baker MR, Sinyagovskiy PA, Chiu W, et al. (noviembre de 2015). "Maquinaria de activación de los canales InsP3R revelada por criomicroscopía electrónica". Nature . 527 (7578): 336–341. Bibcode :2015Natur.527..336F. doi :10.1038/nature15249. PMC 4804758 . PMID  26458101. 
  11. ^ Paknejad N, Hite RK (agosto de 2018). "Base estructural para la regulación de los receptores de trifosfato de inositol por Ca2+ e IP3". Nature Structural & Molecular Biology . 25 (8): 660–668. doi :10.1038/s41594-018-0089-6. PMC 6082148 . PMID  30013099. 
  12. ^ Fan G, Baker MR, Wang Z, Seryshev AB, Ludtke SJ, Baker ML, Serysheva II (diciembre de 2018). "La crio-EM revela la alosteria inducida por ligando que subyace a la activación del canal InsP3R". Cell Research . 28 (12): 1158–1170. doi :10.1038/s41422-018-0108-5. PMC 6274648 . PMID  30470765. 
  13. ^ Azumaya CM, Linton EA, Risener CJ, Nakagawa T, Karakas E (febrero de 2020). "La estructura crio-EM del receptor de trifosfato de inositol tipo 3 humano revela la presencia de un péptido autoligante que actúa como antagonista". The Journal of Biological Chemistry . 295 (6): 1743–1753. doi : 10.1074/jbc.RA119.011570 . PMC 7008357 . PMID  31915246. 
  14. ^ Baker MR, Fan G, Seryshev AB, Agosto MA, Baker ML, Serysheva II (mayo de 2021). "Estructura crio-EM del canal IP3R tipo 1 en una bicapa lipídica". Communications Biology . 4 (1): 625. doi :10.1038/s42003-021-02156-4. PMC 8149723 . PMID  34035440. 
  15. ^ Schmitz EA, Takahashi H, Karakas E (marzo de 2022). "Base estructural para la activación y regulación de los receptores IP3". Nature Communications . 13 (1): 1408. Bibcode :2022NatCo..13.1408S. doi :10.1038/s41467-022-29073-2. PMC 8930994 . PMID  35301323. 
  16. ^ Fan G, Baker MR, Terry LE, Arige V, Chen M, Seryshev AB, et al. (noviembre de 2022). "Movimientos conformacionales y unión de ligandos subyacentes a la activación y regulación del canal IP3R". Nature Communications . 13 (1): 6942. Bibcode :2022NatCo..13.6942F. doi :10.1038/s41467-022-34574-1. PMC 9663519 . PMID  36376291. 
  17. ^ Woll KA, Van Petegem F (enero de 2022). "Canales de liberación de calcio: estructura y función de los receptores IP3 y receptores de rianodina". Physiological Reviews . 102 (1): 209–268. doi : 10.1152/physrev.00033.2020 . PMID  34280054. S2CID  236141016.
  18. ^ Paknejad, Navid; Sapuru, Vinay; Hite, Richard K. (28 de octubre de 2023). "La titulación estructural revela un panorama conformacional dependiente de Ca2+ del receptor IP3". Nature Communications . 14 (1): 6897. doi :10.1038/s41467-023-42707-3. ISSN  2041-1723. PMC 10613215 . PMID  37898605. 

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