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Forminas

Estructura de los dominios de las proteínas de formina en los distintos filos. [1]

Las forminas (proteínas de homología de formina) son un grupo de proteínas que participan en la polimerización de la actina y se asocian con el extremo de rápido crecimiento (extremo de púas) de los filamentos de actina. [2] La mayoría de las forminas son proteínas efectoras de Rho-GTPasa . Las forminas regulan el citoesqueleto de actina y microtúbulos [3] [4] y están involucradas en varias funciones celulares como la polaridad celular , la citocinesis , la migración celular y la actividad transcripcional de SRF . [5] Las forminas son proteínas multidominio que interactúan con diversas moléculas de señalización y proteínas del citoesqueleto , aunque a algunas forminas se les han asignado funciones dentro del núcleo .

Diversidad

Se han encontrado forminas en todos los eucariotas estudiados. [1] En los humanos, están presentes 15 proteínas de formina diferentes que se han clasificado en 7 subgrupos. [6] Por el contrario, las levaduras contienen solo 2-3 forminas. [7]

Estructura e interacciones

Las forminas se caracterizan por la presencia de tres dominios de homología de formina (FH) (FH1, FH2 y FH3), aunque los miembros de la familia de las forminas no necesariamente contienen los tres dominios. [8] [9] Además, suelen estar presentes otros dominios, como los dominios PDZ , DAD, WH2 o FHA.

El dominio FH1 rico en prolina media interacciones con una variedad de proteínas, incluyendo la proteína de unión a actina profilina , [10] proteínas del dominio SH3 (homología Src 3), [11] y proteínas del dominio WW . La actividad promotora de la nucleación de actina de las forminas de S. cerevisiae se ha localizado en el dominio FH2. [4] El dominio FH2 es necesario para la autoasociación de las proteínas formina a través de la capacidad de los dominios FH2 de unirse directamente entre sí, y también puede actuar para inhibir la polimerización de actina. [12] [13] El dominio FH3 está menos conservado y es necesario para dirigir las forminas a la ubicación intracelular correcta , como el huso mitótico o la punta de proyección durante la conjugación . [14] [15] Además, algunas forminas pueden contener un dominio de unión a GTPasa (GBD) necesario para la unión a las GTPasas pequeñas Rho y un dominio autorregulador Dia conservado C-terminal (DAD). El GBD es un dominio autoinhibitorio bifuncional que interactúa con los miembros de la familia Rho activados y es regulado por ellos. El Drf3 de mamífero contiene un motivo similar a CRIB dentro de su GBD para unirse a Cdc42 , que es necesario para que Cdc42 active y guíe a Drf3 hacia la corteza celular donde remodela el esqueleto de actina. [16] El DAD se une al GBD N-terminal; este enlace se rompe cuando Rho unido a GTP se une al GBD y activa la proteína. La adición del DAD a las células de mamífero induce la formación de filamentos de actina , estabiliza los microtúbulos y activa la transcripción mediada por SRF . [16] Otro dominio que se encuentra comúnmente es una región de repetición de armadillo (ARR) ubicada en el dominio FH3.

Se ha demostrado mediante cristalografía de rayos X que el dominio FH2 tiene una forma alargada y creciente que contiene tres subdominios helicoidales . [17] [18]

Las forminas también se unen directamente a los microtúbulos a través de su dominio FH2. Esta interacción es importante para promover la captura y estabilización de un subconjunto de microtúbulos orientados hacia el borde delantero de las células migratorias. Las forminas también promueven la captura de microtúbulos por el cinetocoro durante la mitosis y para alinear los microtúbulos a lo largo de los filamentos de actina. [19] [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Chalkia D, Nikolaidis N, Makalowski W, Klein J, Nei M (diciembre de 2008). "Orígenes y evolución de la familia multigénica de la formina que está involucrada en la formación de filamentos de actina". Biología molecular y evolución . 25 (12): 2717–33. doi :10.1093/molbev/msn215. PMC  2721555 . PMID  18840602.
  2. ^ Evangelista M, Zigmond S, Boone C (julio de 2003). "Forminas: efectores de señalización para el ensamblaje y la polarización de filamentos de actina". Journal of Cell Science . 116 (Pt 13): 2603–11. doi : 10.1242/jcs.00611 . PMID  12775772.
  3. ^ Gunning PW, Ghoshdastider U, Whitaker S, Popp D, Robinson RC (junio de 2015). "La evolución de filamentos de actina compositiva y funcionalmente distintos". Journal of Cell Science . 128 (11): 2009–19. doi : 10.1242/jcs.165563 . PMID  25788699.
  4. ^ ab Goode BL, Eck MJ (2007). "Mecanismo y función de las forminas en el control del ensamblaje de actina". Revisión anual de bioquímica . 76 : 593–627. doi :10.1146/annurev.biochem.75.103004.142647. PMID  17373907.
  5. ^ Faix J, Grosse R (junio de 2006). "Mantenerse en forma con forminas". Developmental Cell . 10 (6): 693–706. doi : 10.1016/j.devcel.2006.05.001 . PMID  16740473.
  6. ^ Higgs HN, Peterson KJ (enero de 2005). "Análisis filogenético del dominio de homología 2 de formina". Biología molecular de la célula . 16 (1): 1–13. doi :10.1091/mbc.E04-07-0565. PMC 539145 . PMID  15509653. 
  7. ^ Kitayama C, Uyeda TQ (febrero de 2003). "ForC, un nuevo tipo de proteína de la familia de las forminas que carece de un dominio FH1, está implicada en el desarrollo multicelular en Dictyostelium discoideum". Journal of Cell Science . 116 (Pt 4): 711–23. doi : 10.1242/jcs.00265 . PMID  12538772.
  8. ^ Wallar BJ, Alberts AS (agosto de 2003). "Las forminas: estructuras activas que remodelan el citoesqueleto". Tendencias en biología celular . 13 (8): 435–46. doi :10.1016/S0962-8924(03)00153-3. PMID  12888296.
  9. ^ Uetz P (1997). Biochemische Studien am limb deformity-Protein der Vertebraten: Disertación inaugural zur Erlangung der Doktorwürde der Naturwissenschaftlich-Mathematischen Gesamtfakultät der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Biología del Desarrollo, Laboratorio Europeo de Biología Molecular. Heidelberg: Laboratorio Europeo de Biología Molecular.
  10. ^ Uetz P, Fumagalli S, James D, Zeller R (diciembre de 1996). "Interacción molecular entre proteínas de deformidad de extremidades (forminas) y quinasas de la familia Src". The Journal of Biological Chemistry . 271 (52): 33525–30. doi : 10.1074/jbc.271.52.33525 . PMID  8969217.
  11. ^ Takeya R, Sumimoto H (noviembre de 2003). "Fhos, una formina de mamíferos, se une directamente a la F-actina a través de una región N-terminal del dominio FH1 y forma un complejo homotípico a través del dominio FH2 para promover la formación de fibras de actina". Journal of Cell Science . 116 (Pt 22): 4567–75. doi : 10.1242/jcs.00769 . PMID  14576350.
  12. ^ Shimada A, Nyitrai M, Vetter IR, Kühlmann D, Bugyi B, Narumiya S, Geeves MA, Wittinghofer A (febrero de 2004). "El dominio central FH2 de las forminas relacionadas con el diáfano es una proteína de unión a la actina alargada que inhibe la polimerización". Molecular Cell . 13 (4): 511–22. doi : 10.1016/S1097-2765(04)00059-0 . PMID  14992721.
  13. ^ Kato T, Watanabe N, Morishima Y, Fujita A, Ishizaki T, Narumiya S (febrero de 2001). "Localización de un homólogo de mamífero diáfano, mDia1, en el huso mitótico en células HeLa". Revista de ciencia celular . 114 (parte 4): 775–84. doi :10.1242/jcs.114.4.775. hdl : 2433/150544 . PMID  11171383.
  14. ^ Petersen J, Nielsen O, Egel R, Hagan IM (junio de 1998). "FH3, un dominio encontrado en las forminas, dirige la formina de levadura de fisión Fus1 a la punta de proyección durante la conjugación". The Journal of Cell Biology . 141 (5): 1217–28. doi :10.1083/jcb.141.5.1217. PMC 2137179 . PMID  9606213. 
  15. ^ ab Peng J, Wallar BJ, Flanders A, Swiatek PJ, Alberts AS (abril de 2003). "La interrupción del gen de la formina relacionada con Diaphanous Drf1 que codifica mDia1 revela un papel para Drf3 como efector de Cdc42". Current Biology . 13 (7): 534–45. Bibcode :2003CBio...13..534P. doi : 10.1016/S0960-9822(03)00170-2 . PMID  12676083. S2CID  13902104.
  16. ^ Xu Y, Moseley JB, Sagot I, Poy F, Pellman D, Goode BL, Eck MJ (marzo de 2004). "Las estructuras cristalinas de un dominio de homología de formina-2 revelan una arquitectura de dímero anclado". Cell . 116 (5): 711–23. doi : 10.1016/S0092-8674(04)00210-7 . PMID  15006353. S2CID  15855545.
  17. ^ Thompson ME, Heimsath EG, Gauvin TJ, Higgs HN, Kull FJ (enero de 2013). "La estructura de FMNL3 FH2-actina proporciona información sobre la nucleación y elongación de actina mediada por formina". Nature Structural & Molecular Biology . 20 (1): 111–8. doi :10.1038/nsmb.2462. PMC 3876896 . PMID  23222643. 
  18. ^ Palazzo AF, Cook TA, Alberts AS, Gundersen GG (agosto de 2001). "mDia media la formación y orientación de microtúbulos estables reguladas por Rho". Nature Cell Biology . 3 (8): 723–9. doi :10.1038/35087035. PMID  11483957. S2CID  7374170.
  19. ^ Bartolini F, Gundersen GG (febrero de 2010). "Forminas y microtúbulos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1803 (2): 164–73. doi :10.1016/j.bbamcr.2009.07.006. PMC 2856479 . PMID  19631698. 

Enlaces externos

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