La dinactina es un complejo proteico de 23 subunidades que actúa como cofactor para la dineína -1 citoplásmica motora de los microtúbulos . Está construido alrededor de un filamento corto de proteína 1 relacionada con la actina ( Arp1 ). [1] [2]
Descubrimiento
La dinactina se identificó como una actividad que permitía que la dineína citoplásmica purificada moviera las vesículas de membrana a lo largo de los microtúbulos in vitro. [3] Se ha demostrado ser un complejo y multiproteínico llamado "dynactin" debido a su papel en dyn ein acto ivation. [4]
Las principales características de la dinactina se visualizaron mediante microscopía electrónica de sombra rotatoria de congelación rápida, grabado profundo y sombra . Aparece como un filamento corto, de 37 nm de longitud, que se asemeja a la F-actina, más un brazo más delgado orientado lateralmente. [5] Se utilizó el etiquetado de anticuerpos para mapear la ubicación de las subunidades de dinactina. [5] [6]
Estructura
La dinactina consta de tres dominios estructurales principales: (1) brazo lateral-hombro: DCTN1 / p150Glued , DCTN2 / p50 / dinamitina , DCTN3 / p24 / p22; (2) el filamento Arp1: ACTR1A / Arp1 / centractina, actina , CapZ ; y (3) el complejo del extremo puntiagudo: Actr10 / Arp11, DCTN4 / p62, DCTN5 / p25 y DCTN6 / p27. [1]
Una estructura crio-EM de 4Å de dinactina [7] reveló que su filamento contiene ocho moléculas Arp1, una β-actina y una Arp11. En el complejo del extremo puntiagudo, p62 / DCTN4 se une a Arp11 y β-actina y p25 y p27 se unen tanto a p62 como a Arp11. En el extremo con púas, la proteína de protección (CapZαβ) se une al filamento Arp1 de la misma manera que se une a la actina, aunque con más complementariedad de carga, lo que explica por qué se une a la dinactina con más fuerza que la actina. [8]
El hombro contiene dos copias de p150Glued / DCTN1 , cuatro copias de p50 / DCTN2 y dos copias de p24 / DCTN3 . [1] Estas proteínas forman haces largos de hélices alfa, que se envuelven entre sí y entran en contacto con el filamento Arp1. [7] Los extremos N de p50 / DCTN2 emergen del hombro y recubren el filamento, proporcionando un mecanismo para controlar la longitud del filamento. [7] Los extremos C-terminales del dímero p150Glued / DCTN1 están incrustados en el hombro, mientras que los 1227 aminoácidos N-terminales forman el brazo saliente. El brazo consta de un dominio CAPGly N-terminal que puede unirse a las colas C-terminales de los microtúbulos y al microtúbulo más la proteína de unión al extremo EB1. A esto le sigue una región básica, también involucrada en la unión de microtúbulos, una bobina enrollada hacia atrás (CC1), el dominio entre bobinas (ICD) y un segundo dominio de bobina enrollada (CC2). [7] El brazo p150Glued puede acoplarse contra el lado del filamento Arp1 y el complejo del extremo puntiagudo. [7]
DCTN2 (dinamitina) también participa en el anclaje de los microtúbulos a los centrosomas y puede desempeñar un papel en la formación de sinapsis durante el desarrollo del cerebro . [9] Se ha sugerido que Arp1 es el dominio para la unión de dinactina a vesículas de membrana (como Golgi o endosoma tardío ) a través de su asociación con espectrina β . [10] [11] [12] [13] Se ha demostrado que el complejo de extremo puntiagudo (PEC) participa en la unión selectiva de la carga. Las subunidades de PEC p62 / DCTN4 y Arp11 / Actr10 son esenciales para la integridad del complejo dinactina y la orientación de dinactina / dineína a la envoltura nuclear antes de la mitosis. [14] [15] [16] Se ha documentado que Actr10 junto con Drp1 (proteína 1 relacionada con Dynamin) son vitales para la unión de las mitocondrias al complejo dynactin. [17] La dinactina p25 / DCTN5 y p27 / DCTN6 no son esenciales para la integridad del complejo dinactina, pero son necesarias para el transporte temprano y de reciclaje del endosoma durante la interfase y la regulación del punto de control del ensamblaje del huso en la mitosis. [16] [18] [19]
Interacción con dineína
La dineína y dynactin se informó de interactuar directamente por la unión de dineína cadenas intermedias con p150 encolada . [20] La afinidad de esta interacción es de alrededor de 3,5 μM. [21] La dineína y la dinactina no se juntan en un gradiente de sacarosa, pero pueden inducirse a formar un complejo compacto en presencia de los 400 aminoácidos N-terminales de Bicaudal D2 (BICD2), un adaptador de carga que une dineína y dinactina. a vesículas derivadas de Golgi. [22] En presencia de BICD2, la dinactina se une a la dineína y la activa para que se mueva a largas distancias a lo largo de los microtúbulos. [23] [24]
Una estructura crio-EM de dineína, dinactina y BICD2 [7] mostró que la bobina enrollada BICD2 corre a lo largo del filamento de dinactina. La cola de dineína también se une al filamento Arp1, asentado en el sitio equivalente que usa la miosina para unirse a la actina. Los contactos entre la cola de dineína y dinactina involucran BICD, lo que explica por qué es necesario unirlos. El complejo dineína / dinactina / BICD2 (DDB) también se ha observado, por EM de tinción negativa, en los microtúbulos. Esto muestra que el extremo de unión de carga (Rab6) de BICD2 se extiende a través del complejo del extremo puntiagudo en el extremo opuesto lejos de los dominios del motor dineína. [25]
Funciones
La dinactina es a menudo esencial para la actividad de la dineína [1] [26] y se puede considerar como un "receptor de dineína" [20] que modula la unión de la dineína a los orgánulos celulares que deben ser transportados a lo largo de los microtúbulos . [27] [28] La dinactina también mejora la procesividad de los motores citoplasmáticos de dineína [29] y kinesina -2. [30] La dinactina está involucrada en varios procesos como la alineación cromosómica y la organización del huso [31] en la división celular . [32] La dinactina contribuye al enfoque del polo del huso mitótico a través de su unión a la proteína del aparato mitótico nuclear ( NuMA ). [33] [34] La dinactina también se dirige al cinetocoro a través de la unión entre DCTN2 / dinamitina y zw10 y tiene un papel en la inactivación del punto de control del huso mitótico. [35] [36] Durante la prometafase, la dinactina también ayuda a dirigir la quinasa tipo polo 1 (Plk1) a los cinetocoros a través de DCTN6 / p27 fosforilada de la quinasa 1 dependiente de ciclina (Cdk1), que participa en la unión adecuada de microtúbulos-cinetocoros y en el reclutamiento del huso proteína de punto de control de ensamblaje Mad1 . [19] Además, se ha demostrado que la dinactina juega un papel esencial en el mantenimiento de la posición nuclear en Drosophila , [37] pez cebra [38] o en diferentes hongos . [39] [40] La dineína y la dinactina se concentran en la envoltura nuclear durante la profase y facilitan la ruptura de la envoltura nuclear a través de sus subunidades DCTN4 / p62 y Arp11. [16] [14] La dinactina también es necesaria para el anclaje de los microtúbulos en los centrosomas y la integridad del centrosoma. [41] La desestabilización de la reserva de centrosomal de dinactina también causa una separación anormal del centriolo G1 y un retraso en la entrada en la fase S, lo que sugiere que la dinactina contribuye al reclutamiento de importantes reguladores del ciclo celular en los centrosomas. [42] Además del transporte de varios orgánulos en el citoplasma, la dinactina también une la kinesina II a los orgánulos. [43]
Ver también
- Proteína motora
- Dynein
- DCTN1
- Centractin
Referencias
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Otras lecturas
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