Los factores de ribosilación de ADP ( ARF ) son miembros de la familia ARF de proteínas de unión a GTP de la superfamilia Ras . Las proteínas de la familia ARF son ubicuas en las células eucariotas , y se han identificado seis miembros altamente conservados de la familia en células de mamíferos. Aunque los ARF son solubles, generalmente se asocian con las membranas debido a la miristoilación del extremo N. Funcionan como reguladores del tráfico vesicular y la remodelación de la actina .
Las proteínas pequeñas de unión a GTP, factor de ribosilación de ADP (Arf), son reguladores importantes de la biogénesis de vesículas en el tráfico intracelular. [1] Son los miembros fundadores de una familia en crecimiento que incluye a las proteínas Arl (similares a Arf), Arp (proteínas relacionadas con Arf) y las proteínas Sar (asociadas a la secreción y relacionadas con Ras), remotamente relacionadas. Las proteínas Arf pasan cíclicamente entre formas inactivas unidas a GDP y formas activas unidas a GTP que se unen selectivamente a los efectores. El cambio estructural clásico de GDP/GTP se caracteriza por cambios conformacionales en las denominadas regiones de cambio 1 e cambio 2, que se unen firmemente al fosfato gamma de GTP, pero de manera deficiente o nula al nucleótido GDP. Los estudios estructurales de Arf1 y Arf6 han revelado que, aunque estas proteínas presentan los cambios conformacionales de cambio 1 y 2, se diferencian de otras proteínas pequeñas de unión a GTP en que utilizan un cambio adicional y único para propagar la información estructural de un lado de la proteína al otro.
Los ciclos estructurales GDP/GTP de Arf1 y Arf6 humanos presentan un cambio conformacional único que afecta las cadenas beta2beta3 que conectan el interruptor 1 y el interruptor 2 (interswitch) y también el extremo N helicoidal anfipático. En Arf1 y Arf6 unidos a GDP, el interswitch se retrae y forma un bolsillo al que se une la hélice N-terminal, que actúa como un cerrojo molecular para mantener la conformación inactiva. En la forma unida a GTP de estas proteínas, el interswitch sufre un cambio de registro de dos residuos que eleva el interruptor 1 y el interruptor 2, restaurando una conformación activa que puede unirse a GTP. En esta conformación, el interswitch se proyecta fuera de la proteína y extruye el cerrojo N-terminal ocluyendo su bolsillo de unión.
Los ARF se asocian regularmente con dos tipos de proteínas, las que participan en la catálisis del intercambio de GTP/GDP y las que cumplen otras funciones. Los ARF actúan como una subunidad reguladora que controla el ensamblaje de la capa en la proteína de la capa I ( COPI ) y las vesículas recubiertas de clatrina . [ cita requerida ]
El ARF se une a dos formas del nucleótido de guanosina, el trifosfato de guanosina (GTP) y el difosfato de guanosina (GDP). La forma de la molécula de ARF depende de la forma a la que se une, lo que le permite cumplir una función reguladora. El ARF necesita la ayuda de otras proteínas para cambiar entre la unión a GTP y GDP. Las proteínas activadoras de GTPasa (GAP) obligan al ARF a hidrolizar el GTP unido a GDP, y los factores de intercambio de nucleótidos de guanina obligan al ARF a adoptar una nueva molécula de GTP en lugar de un GDP unido.
Otras proteínas interactúan con ARF, dependiendo de si está o no unido a GTP o GDP. La forma activa, ARF*GTP, se une a las proteínas de la capa de vesículas y a los adaptadores, incluida la proteína de la capa I (COPI) y varios fosfolípidos. Se sabe que la forma inactiva solo se une a una clase de proteínas transmembrana. Los diferentes tipos de ARF se unen específicamente a diferentes tipos de proteínas efectoras.
Actualmente se conocen 6 proteínas ARF de mamíferos, que se dividen en tres clases de ARF:
Los ARF son proteínas pequeñas de aproximadamente 20 kDa de tamaño. Contienen dos regiones de conmutación, que cambian sus posiciones relativas entre los ciclos de unión de GDP/GTP. Los ARF suelen estar miristoilados en su región N-terminal, lo que contribuye a su asociación con la membrana.
Los genes humanos que codifican proteínas que contienen este dominio incluyen: