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Receptor de trifosfato de inositol

El receptor de trifosfato de inositol ( InsP3R ) es un complejo de glicoproteínas de membrana que actúa como un canal de Ca 2+ activado por trifosfato de inositol (InsP3). InsP3R es muy diverso entre los organismos y es necesario para el control de 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+ desde los sitios de almacenamiento intracelulares. Hay pruebas sólidas que sugieren que el InsP3R desempeña un papel importante en la conversión de estímulos externos en señales de Ca 2+ intracelular caracterizadas por patrones complejos relacionados tanto con el espacio como con el tiempo, como ondas y oscilaciones de Ca 2+ . [3]

Descubrimiento

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

El ADNc del receptor InsP3 se clonó 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 , ratas y humanos han definido la arquitectura general del canal. El conjunto simétrico C4 de 1,2 MDa consta de un dominio transmembrana (TMD) incrustado en ER en un pliegue de canal catiónico de 6 transmembranas (6TM) intercambiado por dominios que está cubierto por un gran dominio citosólico (CD). De esta manera, los IP 3 R comparten una homología significativa con los RyR, mucho más grandes y relacionados lejanamente. [17] La ​​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 nucleótidos de adenina y un pliegue de dedo de C 2 H 2 Zn 2+ . Recientemente, la crio-EM ha definido un panorama conformacional integral dependiente de Ca 2+ . [18]

Ver 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 tipo 1". Célula molecular . 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 y col. (Diciembre de 2002). "Estructura del núcleo de unión al receptor de inositol 1,4,5-trifosfato en complejo con su ligando". Naturaleza . 420 (6916): 696–700. Código Bib :2002Natur.420..696B. doi : 10.1038/naturaleza01268. 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". La Revista de Química Biológica . 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". Investigación de ácidos nucleicos . 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 de unión a inositol 1,4,5-trifosfato". Naturaleza . 342 (6245): 32–38. Código Bib :1989Natur.342...32F. doi :10.1038/342032a0. PMID  2554142. S2CID  1781700.
  7. ^ Bosanac I, Alattia JR, Mal TK, Chan J, Talarico S, Tong FK y col. (Diciembre de 2002). "Estructura del núcleo de unión al receptor de inositol 1,4,5-trifosfato en complejo con su ligando". Naturaleza . 420 (6916): 696–700. Código Bib :2002Natur.420..696B. doi : 10.1038/naturaleza01268. 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 de InsP₃". Naturaleza Biología estructural y molecular . 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 InsP3 y receptores de rianodina". Naturaleza . 483 (7387): 108–112. Código Bib :2012Natur.483..108S. doi : 10.1038/naturaleza10751. 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 canales InsP3R revelada por criomicroscopía electrónica". Naturaleza . 527 (7578): 336–341. Código Bib :2015Natur.527..336F. doi : 10.1038/naturaleza15249. 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". Naturaleza Biología estructural y molecular . 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). "Cryo-EM revela alosterio inducido por ligando subyacente a la activación del canal InsP3R". Investigación celular . 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 autounido que actúa como antagonista". La Revista de Química Biológica . 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". Biología de las Comunicaciones . 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 activación de receptores IP3". Comunicaciones de la naturaleza . 13 (1): 1408. Código bibliográfico : 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 regulación y activación subyacentes de unión a ligando en el canal IP3R". Comunicaciones de la naturaleza . 13 (1): 6942. Código bibliográfico : 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". Revisiones fisiológicas . 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 el panorama conformacional del receptor IP3 dependiente de Ca2 +". Comunicaciones de la naturaleza . 14 (1): 6897. doi : 10.1038/s41467-023-42707-3. ISSN  2041-1723. PMC 10613215 . PMID  37898605. 

enlaces externos