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 y cinética de plegado rápido y secuencia primaria corta . [3] [4]
Villin-1 se compone de siete dominios, seis dominios homólogos forman el núcleo N-terminal y el dominio restante forma la tapa C-terminal. [3] Villin contiene tres sitios de unión de fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP 2 ), uno de los cuales se encuentra en la pieza de cabeza y los otros dos en el núcleo. [5] El dominio central tiene aproximadamente 150 residuos de aminoácidos agrupados en seis repeticiones. En este núcleo hay una pieza de cabeza C-terminal hidrofóbica de 87 residuos [1] La pieza de cabeza (HP67) está formada por una proteína compacta de 70 aminoácidos plegada en el extremo C. Esta pieza de cabeza contiene un dominio de unión de F-actina. Los residuos K38, E39, K65, 70-73:KKEK, G74, L75 y F76 rodean un núcleo hidrofóbico y se cree que están involucrados en la unión de F- actina a villin-1. Los residuos E39 y K70 forman un puente salino enterrado dentro de la cabeza de la proteína que sirve para conectar las terminales N y C. Este puente salino también puede orientar y fijar los residuos C-terminales involucrados en la unión de la F-actina, ya que en ausencia de este puente salino no se produce unión. Una “tapa” hidrofóbica está formada por las cadenas laterales del residuo W64, que se conserva completamente en toda la familia de las villinas. Debajo de esta tapa hay una corona de localidades alternas con carga positiva y negativa. [5] La villina puede sufrir modificaciones postraduccionales como la fosforilación de tirosina. [6] La villina-1 tiene la capacidad de dimerizarse y el sitio de dimerización se encuentra en el extremo amino de la proteína. [7]
La villina-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 villina 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 la villina-1 funciona en la agrupación, nucleación, recubrimiento y corte de los filamentos de actina. [1] En los vertebrados, las proteínas de la villina ayudan a sostener los microfilamentos de las microvellosidades del borde en cepillo. Sin embargo, los ratones knock-out parecen mostrar microvellosidades ultraestructuralmente normales, lo que nos recuerda que la función de la villina no se conoce definitivamente; puede desempeñar un papel en la plasticidad celular a través del corte de F-actina. [5] El núcleo de villina de seis repeticiones es responsable del corte de actina Ca 2+ mientras que la cabeza de la célula es responsable de la reticulación y el agrupamiento de actina (independiente del Ca). Se postula que la villina es la proteína que controla el corte de actina inducido por Ca 2+ en el borde en cepillo. Ca 2+ inhibe la escisión proteolítica de los dominios del núcleo N-terminal 6, lo que inhibe el corte de actina. [3] En ratones normales, el aumento de los niveles de Ca 2+ induce el corte de actina por la villina, mientras que en ratones knock out de villina esta actividad no ocurre en respuesta a niveles elevados de Ca 2+ . [8] En presencia de bajas concentraciones de Ca 2+, la cabeza de villina funciona para agrupar filamentos de actina, mientras que en presencia de altas concentraciones de Ca 2+, la N-terminal tapa y corta estos filamentos. [1] La asociación de PIP 2 con villina inhibe la acción de tapado 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 el agrupamiento de actina no solo al disminuir la acción de corte de la villina, sino también al disociar las proteínas de tapado, liberando monómeros de actina de las proteínas secuestradoras y estimulando la nucleación y el entrecruzamiento de actina. [3]
El subdominio C-terminal de la cabeza de villina VHP67, denominado VHP35, está estabilizado en parte por un grupo enterrado de tres residuos de fenilalanina. Se espera que su pequeño tamaño y alto contenido helicoidal promuevan un plegamiento rápido, y esto se ha confirmado experimentalmente. Se ha demostrado que la construcción C-terminal de villina-4 VHP76 en Arabidopsis thaliana exhibe una mayor afinidad por la F-actina 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 hidrofóbico bien compacto.
Actualmente, se teoriza que la regulación de las vilinas de las plantas es causada por la degradación a través de la proteína de unión auxina, que se dirige al dominio de la cabeza del genoma (VHP).