stringtranslate.com

Vimentina

Patrón de tinción de inmunofluorescencia de anticuerpos anti-vimentina. Producido mediante la incubación de anticuerpos primarios anti-vimentina y anticuerpos secundarios marcados con FITC con células HEp-20-10.

La vimentina es una proteína estructural que en los humanos está codificada por el gen VIM . Su nombre proviene del latín vimentum , que hace referencia a un conjunto de varillas flexibles. [5]

Tinción de inmunofluorescencia de células HeLa con anticuerpo para revelar vimentina que contiene filamentos intermedios en verde y anticuerpo anti LAMP1 para revelar lisosomas en rojo. El ADN nuclear se ve en azul. Anticuerpos e imagen cortesía de EnCor Biotechnology Inc.

La vimentina es una proteína de filamento intermedio (IF) de tipo III que se expresa en células mesenquimales . Las proteínas IF se encuentran en todas las células animales [6] así como en bacterias . [7] Los filamentos intermedios, junto con los microtúbulos basados ​​en tubulina y los microfilamentos basados ​​en actina , componen el citoesqueleto . Todas las proteínas IF se expresan de una manera altamente regulada por el desarrollo; la vimentina es el principal componente citoesquelético de las células mesenquimales . Debido a esto, la vimentina se usa a menudo como un marcador de células derivadas del mesénquima o células que experimentan una transición epitelial a mesenquimal (EMT) durante el desarrollo normal y la progresión metastásica .

Estructura

El ensamblaje del filamento fibroso de vimentina que forma el citoesqueleto sigue una secuencia gradual. El monómero de vimentina tiene un dominio central α-helicoidal , cubierto en cada extremo por dominios amino (cabeza) y carboxilo (cola) no helicoidales . [8] Es probable que dos monómeros se expresen co-traduccionalmente de una manera que facilita su interacción formando un dímero superenrollado, que es la subunidad básica del ensamblaje de vimentina. [9] Un par de dímeros superenrollados se conectan de manera antiparalela para formar un tetrámero. Ocho tetrámeros se unen para formar lo que se conoce como filamento de longitud unitaria (ULF), luego los ULF se adhieren entre sí y se alargan seguido de compactación para formar las proteínas fibrosas. [10]

Las secuencias α-helicoidales contienen un patrón de aminoácidos hidrofóbicos que contribuyen a formar un "sello hidrofóbico" en la superficie de la hélice. [8] Además, existe una distribución periódica de aminoácidos ácidos y básicos que parece desempeñar un papel importante en la estabilización de los dímeros superenrollados . [8] El espaciamiento de los residuos cargados es óptimo para los puentes salinos iónicos , lo que permite la estabilización de la estructura de la hélice α. Si bien este tipo de estabilización es intuitiva para las interacciones intracadena, en lugar de las interacciones entre cadenas, los científicos han propuesto que tal vez el cambio de los puentes salinos intracadena formados por residuos ácidos y básicos a las asociaciones iónicas entre cadenas contribuya al ensamblaje del filamento. [8]

Función

La vimentina desempeña un papel importante en el apoyo y anclaje de la posición de los orgánulos en el citosol . La vimentina está unida al núcleo , al retículo endoplasmático y a las mitocondrias , ya sea de forma lateral o terminal. [11]

La naturaleza dinámica de la vimentina es importante a la hora de ofrecer flexibilidad a la célula. Los científicos descubrieron que la vimentina proporcionaba a las células una resiliencia ausente en las redes de microtúbulos o filamentos de actina, cuando se encontraban bajo estrés mecánico in vivo . Por lo tanto, en general, se acepta que la vimentina es el componente del citoesqueleto responsable de mantener la integridad celular. (Se descubrió que las células sin vimentina son extremadamente delicadas cuando se las perturba con una micropunción). [12] Los ratones transgénicos que carecen de vimentina parecían normales y no mostraban diferencias funcionales. [13] Es posible que la red de microtúbulos haya compensado la ausencia de la red intermedia. Este resultado respalda una interacción íntima entre los microtúbulos y la vimentina. Además, cuando estaban presentes los despolimerizadores de microtúbulos, se produjo la reorganización de la vimentina, lo que implica una vez más una relación entre los dos sistemas. [12] Por otro lado, los ratones heridos que carecen del gen de la vimentina se curan más lentamente que sus contrapartes de tipo salvaje. [14]

En esencia, la vimentina es responsable de mantener la forma celular, la integridad del citoplasma y estabilizar las interacciones del citoesqueleto. Se ha demostrado que la vimentina elimina las proteínas tóxicas en los cuerpos de inclusión JUNQ e IPOD en la división asimétrica de líneas celulares de mamíferos . [15]

Además, se ha descubierto que la vimentina controla el transporte del colesterol derivado de lipoproteínas de baja densidad , LDL, desde un lisosoma hasta el sitio de esterificación. [16] Con el bloqueo del transporte de colesterol derivado de LDL dentro de la célula, se descubrió que las células almacenaban un porcentaje mucho menor de la lipoproteína que las células normales con vimentina. Esta dependencia parece ser el primer proceso de una función bioquímica en cualquier célula que depende de una red de filamentos intermedios celulares. Este tipo de dependencia tiene ramificaciones en las células suprarrenales, que dependen de ésteres de colesterol derivados de LDL. [16]

La vimentina desempeña un papel en la formación del agresoma , donde forma una jaula que rodea un núcleo de proteína agregada. [17]

Además de su localización intracelular convencional, la vimentina se puede encontrar extracelularmente. La vimentina se puede expresar como una proteína de la superficie celular y se han sugerido funciones en las reacciones inmunes. También se puede liberar en formas fosforiladas al espacio extracelular por macrófagos activados ; también se sabe que los astrocitos liberan vimentina. [18]

Importancia clínica

Se ha utilizado como marcador tumoral de sarcoma para identificar mesénquima . [19] [20] Su especificidad como biomarcador ha sido cuestionada por Jerad Gardner. [21] La vimentina está presente en el carcinoma de células escamosas de células fusiformes. [22] [23]

La metilación del gen de la vimentina se ha establecido como un biomarcador del cáncer de colon y esto se está utilizando en el desarrollo de pruebas fecales para el cáncer de colon. También se han observado niveles estadísticamente significativos de metilación del gen de la vimentina en ciertas patologías gastrointestinales superiores, como el esófago de Barrett , el adenocarcinoma de esófago y el cáncer gástrico de tipo intestinal. [24] Los altos niveles de metilación del ADN en la región promotora también se han asociado con una supervivencia marcadamente reducida en los cánceres de mama con hormonas positivas. [25] La regulación negativa de la vimentina se identificó en la variante quística del carcinoma papilar de tiroides utilizando un enfoque proteómico. [26] Véase también Anticuerpo anti-proteína citrulinada para su uso en el diagnóstico de la artritis reumatoide .

Nader Rahimi y sus colegas descubrieron que la vimentina es un factor de unión del SARS-CoV-2 . [27]

Interacciones

Se ha demostrado que la vimentina interactúa con:

Se ha descubierto que el UTR 3' del ARNm de vimentina se une a una proteína de 46 kDa. [39]

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000026025 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000026728 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. .
  5. ^ Franke WW, Schmid E, Osborn M, Weber K (octubre de 1978). "Diferentes filamentos de tamaño intermedio distinguidos por microscopía de inmunofluorescencia". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 75 (10): 5034–5038. Bibcode :1978PNAS...75.5034F. doi : 10.1073/pnas.75.10.5034 . PMC 336257 . PMID  368806. 
  6. ^ Eriksson JE, Dechat T, Grin B, Helfand B, Mendez M, Pallari HM, et al. (julio de 2009). "Introducción de filamentos intermedios: del descubrimiento a la enfermedad". The Journal of Clinical Investigation . 119 (7): 1763–1771. doi :10.1172/JCI38339. PMC 2701876 . PMID  19587451. 
  7. ^ Cabeen MT, Jacobs-Wagner C (2010). "El citoesqueleto bacteriano". Revisión anual de genética . 44 : 365–392. doi :10.1146/annurev-genet-102108-134845. PMID  21047262.
  8. ^ abcd Fuchs E, Weber K (1994). "Filamentos intermedios: estructura, dinámica, función y enfermedad". Revista anual de bioquímica . 63 : 345–382. doi :10.1146/annurev.bi.63.070194.002021. PMID  7979242.
  9. ^ Chang L, Shav-Tal Y, Trcek T, Singer RH, Goldman RD (febrero de 2006). "Ensamblaje de una red de filamentos intermedios mediante cotraducción dinámica". The Journal of Cell Biology . 172 (5): 747–758. doi :10.1083/jcb.200511033. PMC 2063706 . PMID  16505169. 
  10. ^ Danielsson F, Peterson MK, Caldeira Araújo H, Lautenschläger F, Gad AK (septiembre de 2018). "Diversidad de vimentina en la salud y la enfermedad". Cells . 7 (10): 147. doi : 10.3390/cells7100147 . PMC 6210396 . PMID  30248895. 
  11. ^ Katsumoto T, Mitsushima A, Kurimura T (1990). "El papel de los filamentos intermedios de vimentina en células 3Y1 de rata dilucidado mediante microscopía inmunoelectrónica y reconstrucción gráfica por computadora". Biología de la célula . 68 (2): 139–146. doi :10.1016/0248-4900(90)90299-I. PMID  2192768. S2CID  29019928.
  12. ^ ab Goldman RD, Khuon S, Chou YH, Opal P, Steinert PM (agosto de 1996). "La función de los filamentos intermedios en la forma celular y la integridad del citoesqueleto". The Journal of Cell Biology . 134 (4): 971–983. doi :10.1083/jcb.134.4.971. PMC 2120965 . PMID  8769421. 
  13. ^ Colucci-Guyon E, Portier MM, Dunia I, Paulin D, Pournin S, Babinet C (noviembre de 1994). "Los ratones que carecen de vimentina se desarrollan y reproducen sin un fenotipo obvio". Cell . 79 (4): 679–694. doi :10.1016/0092-8674(94)90553-3. PMID  7954832. S2CID  28146121.
  14. ^ Eckes B, Colucci-Guyon E, Smola H, Nodder S, Babinet C, Krieg T, et al. (julio de 2000). "Cicatrización deficiente de heridas en ratones embrionarios y adultos que carecen de vimentina". Journal of Cell Science . 113 (13): 2455–2462. doi :10.1242/jcs.113.13.2455. PMID  10852824.
  15. ^ Ogrodnik M, Salmonowicz H, Brown R, Turkowska J, Średniawa W, Pattabiraman S, et al. (junio de 2014). "Los cuerpos de inclusión dinámicos de JUNQ se heredan asimétricamente en líneas celulares de mamíferos a través de la partición asimétrica de vimentina". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 111 (22): 8049–8054. Bibcode :2014PNAS..111.8049O. doi : 10.1073/pnas.1324035111 . PMC 4050583 . PMID  24843142. 
  16. ^ ab Sarria AJ, Panini SR, Evans RM (septiembre de 1992). "Un papel funcional de los filamentos intermedios de vimentina en el metabolismo del colesterol derivado de lipoproteínas en células SW-13 humanas". The Journal of Biological Chemistry . 267 (27): 19455–19463. doi : 10.1016/S0021-9258(18)41797-8 . PMID  1527066.
  17. ^ Johnston JA, Ward CL, Kopito RR (diciembre de 1998). "Aggresomas: una respuesta celular a proteínas mal plegadas". The Journal of Cell Biology . 143 (7): 1883–1898. doi :10.1083/jcb.143.7.1883. PMC 2175217 . PMID  9864362. 
  18. ^ Paulin D, Lilienbaum A, Kardjian S, Agbulut O, Li Z (junio de 2022). "Vimentina: regulación y patogénesis". Biochimie . 197 : 96–112. doi : 10.1016/j.biochi.2022.02.003 . PMID  35151830. S2CID  246778685.
  19. ^ Leader M, Collins M, Patel J, Henry K (enero de 1987). "Vimentina: una evaluación de su papel como marcador tumoral". Histopatología . 11 (1): 63–72. doi :10.1111/j.1365-2559.1987.tb02609.x. PMID  2435649. S2CID  34804720.
  20. ^ "Inmunohistoquímica del Laboratorio de Diagnóstico de Enfermedades Animales de Washington (WADDL) de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Estatal de Washington". Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2008. Consultado el 14 de marzo de 2009 .
  21. ^ Gardner J (23 de septiembre de 2010). "Cómo interpretar la inmunotinción con vimentina". YouTube . Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2021.
  22. ^ Dotto JE, Glusac EJ (junio de 2006). "p63 es un marcador útil para el carcinoma de células escamosas de células fusiformes cutáneo". Journal of Cutaneous Pathology . 33 (6): 413–417. doi :10.1111/j.0303-6987.2006.00477.x. PMID  16776716. S2CID  38273016.
  23. ^ Barrette K, Van Kelst S, Wouters J, Marasigan V, Fieuws S, Agostinis P, et al. (noviembre de 2014). "La transición epitelial-mesenquimal durante la invasión del carcinoma de células escamosas cutáneo se ve acompañada por la activación de AKT". The British Journal of Dermatology . 171 (5): 1014–1021. doi :10.1111/bjd.12967. PMID  24628329. S2CID  42440330.
  24. ^ Moinova H, Leidner RS, Ravi L, Lutterbaugh J, Barnholtz-Sloan JS, Chen Y, et al. (abril de 2012). "La metilación aberrante de vimentina es característica de las patologías del tracto gastrointestinal superior". Epidemiología del cáncer, biomarcadores y prevención . 21 (4): 594–600. doi :10.1158/1055-9965.EPI-11-1060. PMC 3454489. PMID  22315367 . 
  25. ^ Ulirsch J, Fan C, Knafl G, Wu MJ, Coleman B, Perou CM, et al. (enero de 2013). "La metilación del ADN de la vimentina predice la supervivencia en el cáncer de mama". Investigación y tratamiento del cáncer de mama . 137 (2): 383–396. doi :10.1007/s10549-012-2353-5. PMC 3838916. PMID  23239149 . 
  26. ^ Dinets A, Pernemalm M, Kjellin H, Sviatoha V, Sofiadis A, Juhlin CC, et al. (2015). "Perfiles de expresión proteica diferencial del líquido quístico del carcinoma papilar de tiroides y lesiones tiroideas benignas". PLOS ONE . ​​10 (5): e0126472. Bibcode :2015PLoSO..1026472D. doi : 10.1371/journal.pone.0126472 . PMC 4433121 . PMID  25978681. 
  27. ^ Amraei R, Xia C, Olejnik J, White MR, Napoleon MA, Lotfollahzadeh S, et al. (febrero de 2022). "La vimentina extracelular es un factor de unión que facilita la entrada del SARS-CoV-2 en las células endoteliales humanas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 119 (6). Código Bibliográfico :2022PNAS..11913874A. doi : 10.1073/pnas.2113874119 . PMC 8833221 . PMID  35078919. e2113874119. 
  28. ^ Meng JJ, Bornslaeger EA, Green KJ, Steinert PM, Ip W (agosto de 1997). "El análisis de dos híbridos revela diferencias fundamentales en las interacciones directas entre la desmoplaquina y los filamentos intermedios específicos del tipo celular". The Journal of Biological Chemistry . 272 ​​(34): 21495–21503. doi : 10.1074/jbc.272.34.21495 . PMID  9261168.
  29. ^ Lopez-Egido J, Cunningham J, Berg M, Oberg K, Bongcam-Rudloff E, Gobl A (agosto de 2002). "La interacción de la menina con la proteína ácida fibrilar glial y la vimentina sugiere un papel para la red de filamentos intermedios en la regulación de la actividad de la menina". Experimental Cell Research . 278 (2): 175–183. doi :10.1006/excr.2002.5575. PMID  12169273.
  30. ^ Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, et al. (octubre de 2005). "Hacia un mapa a escala del proteoma de la red de interacción proteína-proteína humana". Nature . 437 (7062): 1173–1178. Bibcode :2005Natur.437.1173R. doi :10.1038/nature04209. PMID  16189514. S2CID  4427026.
  31. ^ Stelzl U, Worm U, Lalowski M, Haenig C, Brembeck FH, Goehler H, et al. (septiembre de 2005). "Una red de interacción proteína-proteína humana: un recurso para anotar el proteoma". Cell . 122 (6): 957–968. doi :10.1016/j.cell.2005.08.029. hdl : 11858/00-001M-0000-0010-8592-0 . PMID  16169070. S2CID  8235923.
  32. ^ Matsuzawa K, Kosako H, Inagaki N, Shibata H, Mukai H, Ono Y, et al. (mayo de 1997). "Fosforilación específica de dominio de vimentina y proteína ácida fibrilar glial por PKN". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 234 (3): 621–625. doi :10.1006/bbrc.1997.6669. PMID  9175763.
  33. ^ Ratnayake WS, Apostolatos AH, Ostrov DA, Acevedo-Duncan M (noviembre de 2017). "Dos nuevos inhibidores atípicos de la PKC; ACPD y DNDA mitigan eficazmente la proliferación celular y la transición epitelial a mesenquimal del melanoma metastásico mientras inducen la apoptosis". Revista Internacional de Oncología . 51 (5): 1370–1382. doi :10.3892/ijo.2017.4131. PMC 5642393 . PMID  29048609. 
  34. ^ Ratnayake WS, Apostolatos CA, Apostolatos AH, Schutte RJ, Huynh MA, Ostrov DA, et al. (2018). "La PKC-ι oncogénica activa la vimentina durante la transición epitelial-mesenquimal en el melanoma; un estudio basado en inhibidores específicos de PKC-ι y PKC-ζ". Adhesión celular y migración . 12 (5): 447–463. doi :10.1080/19336918.2018.1471323. PMC 6363030. PMID  29781749 . 
  35. ^ Herrmann H, Wiche G (enero de 1987). "Plectina e IFAP-300K son proteínas homólogas que se unen a las proteínas asociadas a los microtúbulos 1 y 2 y a la subunidad de 240 kilodalton de la espectrina". The Journal of Biological Chemistry . 262 (3): 1320–1325. doi : 10.1016/S0021-9258(19)75789-5 . PMID  3027087.
  36. ^ ab Brown MJ, Hallam JA, Liu Y, Yamada KM, Shaw S (julio de 2001). "Vanguardia: integración del citoesqueleto de linfocitos T humanos mediante el citoenlazador plectina". Journal of Immunology . 167 (2): 641–645. doi : 10.4049/jimmunol.167.2.641 . PMID  11441066.
  37. ^ Russell RL, Cao D, Zhang D, Handschumacher RE, Pizzorno G (abril de 2001). "Asociación de la uridina fosforilasa con vimentina. Distribución y localización intracelular". The Journal of Biological Chemistry . 276 (16): 13302–13307. doi : 10.1074/jbc.M008512200 . PMID  11278417.
  38. ^ Tzivion G, Luo ZJ, Avruch J (septiembre de 2000). "La fosforilación de vimentina inducida por caliculina A secuestra 14-3-3 y desplaza a otros socios 14-3-3 in vivo". The Journal of Biological Chemistry . 275 (38): 29772–29778. doi : 10.1074/jbc.M001207200 . PMID  10887173.
  39. ^ Zehner ZE, Shepherd RK, Gabryszuk J, Fu TF, Al-Ali M, Holmes WM (agosto de 1997). "Interacciones ARN-proteína dentro de la región 3' no traducida del ARNm de vimentina". Nucleic Acids Research . 25 (16): 3362–3370. doi :10.1093/nar/25.16.3362. PMC 146884 . PMID  9241253. 

Lectura adicional

Enlaces externos