Villin-1 es una proteína de unión a actina específica de tejido de 92,5 kDa asociada con el haz central de actina del borde en cepillo . [1] Villin-1 está codificada por el gen VIL1 . Villin-1 contiene múltiples dominios similares a gelsolina cubiertos por una pequeña "cabeza" (8,5 kDa) en el extremo C que consiste en un haz de tres hélices de plegado rápido e independiente que se estabiliza mediante interacciones hidrofóbicas . [2] El dominio de la cabeza es una proteína comúnmente estudiada en dinámica molecular debido a su pequeño tamaño, su rápida cinética de plegado y su corta secuencia primaria . [3] [4]
Villin-1 se compone de siete dominios, seis dominios homólogos forman el núcleo N-terminal y el dominio restante constituye la tapa C-terminal. [3] Villin contiene tres sitios de unión de fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP 2 ), uno de los cuales está ubicado en la cabeza y los otros dos en el núcleo. [5] El dominio central consta de aproximadamente 150 residuos de aminoácidos agrupados en seis repeticiones. En este núcleo hay un cabezal C-terminal hidrofóbico de 87 residuos [1]. El cabezal (HP67) está formado por una proteína compacta plegada de 70 aminoácidos en el extremo C. Este casco contiene un dominio de unión a actina F. Los residuos K38, E39, K65, 70-73:KKEK, G74, L75 y F76 rodean un núcleo hidrófobo y se cree que están implicados en la unión de la actina F a la villina-1. Los residuos E39 y K70 forman un puente salino enterrado dentro del cabezal que sirve para conectar los terminales N y C. Este puente salino también puede orientar y fijar los residuos C-terminales implicados en la unión de actina F, ya que en ausencia de este puente salino no se produce unión. Una “tapa” hidrófoba está formada por las cadenas laterales del residuo W64, que se conserva completamente en toda la familia de las villinas. Debajo de este límite hay una corona de localidades alternativas con carga positiva y negativa. [5] Villin puede sufrir modificaciones postraduccionales como la fosforilación de tirosina. [6] Villin-1 tiene la capacidad de dimerizar y el sitio de dimerización está ubicado en el extremo amino de la proteína. [7]
Villin-1 es una proteína de unión a actina que se expresa principalmente en el borde en cepillo del epitelio de los vertebrados, pero a veces se expresa de forma ubicua en protistas y plantas. [4] La vellosidad se encuentra localizada en las microvellosidades del borde en cepillo del epitelio que recubre el intestino y los túbulos renales en los vertebrados. [5]
Se cree que Villin-1 actúa en la agrupación, nucleación, protección y corte de los filamentos de actina. [1] En los vertebrados, las proteínas villinas ayudan a sostener los microfilamentos de las microvellosidades del borde en cepillo. Sin embargo, los ratones knockout parecen mostrar microvellosidades ultraestructuralmente normales, lo que nos recuerda que la función de las vellosidades no se conoce definitivamente; puede desempeñar un papel en la plasticidad celular mediante la separación de actina F. [5] El núcleo de villina de seis repeticiones es responsable de la separación de la actina Ca 2+ , mientras que la pieza central es responsable de la reticulación y agrupación de la actina (independiente del Ca). Se postula que la villina es la proteína controladora del corte de actina inducido por Ca 2+ en el borde en cepillo. Ca 2+ inhibe la escisión proteolítica de los dominios del núcleo 6 N-terminal que inhibe la separación de actina. [3] En ratones normales, el aumento de los niveles de Ca 2+ induce la destrucción de actina por parte de las villinas, mientras que en los ratones knockout para villinas esta actividad no se produce en respuesta a niveles elevados de Ca 2+ . [8] En presencia de bajas concentraciones de Ca 2+, la cabeza de villin funciona para agrupar filamentos de actina, mientras que en presencia de altas concentraciones de Ca 2+ , el N-terminal cubre y corta estos filamentos. [1] La asociación de PIP 2 con villin inhibe la acción de limitación y corte de actina y aumenta la unión de actina en la región de la cabeza, posiblemente a través de cambios estructurales en la proteína. PIP 2 aumenta la agrupación de actina no solo al disminuir la acción de corte de las villinas sino también al disociar las proteínas protectoras, liberar los monómeros de actina de las proteínas secuestrantes y estimular la nucleación y el entrecruzamiento de la actina. [3]
El subdominio C-terminal de Villin Headpiece VHP67, denominado VHP35, está estabilizado en parte por un grupo enterrado de tres residuos de fenilalanina. Se espera que su pequeño tamaño y su alto contenido de hélices promuevan un plegamiento rápido, y esto se ha confirmado experimentalmente. Se ha demostrado que la construcción villina-4 C-terminal VHP76 en Arabidopsis thaliana exhibe una mayor afinidad por la actina F en concentraciones crecientes de Ca 2+ , lo que confirma aún más la función de la villina.
Tiene una topología simple que consta de tres hélices α que forman un núcleo hidrófobo bien empaquetado.
Actualmente, se teoriza que la regulación de las vellosidades de las plantas es causada por la degradación a través de la proteína de unión auxina, que se dirige al dominio de la cabeza (VHP).