Dynamin es una GTPasa responsable de la endocitosis en la célula eucariota. Dynamin es parte de la " superfamilia dynamin ", que incluye dinaminas clásicas, proteínas similares a la dinamina, proteínas Mx , OPA1 , mitofusinas y GBP . Los miembros de la familia dynamin están involucrados principalmente en la escisión de vesículas recién formadas de la membrana de un compartimiento celular y su focalización y fusión con otro compartimiento, tanto en la superficie celular (particularmente internalización de caveolas ) como en el Golgi. Aparato . [1] [2] [3]Los miembros de la familia Dynamin también desempeñan un papel en muchos procesos, incluida la división de orgánulos , [4] citocinesis y resistencia a patógenos microbianos .
Familia Dynamin | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Dynamin_N | |||||||
Pfam | PF00350 | |||||||
Clan pfam | CL0023 | |||||||
InterPro | IPR001401 | |||||||
PROSITE | PDOC00362 | |||||||
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Región central de Dynamin | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Dynamin_M | |||||||
Pfam | PF01031 | |||||||
InterPro | IPR000375 | |||||||
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Estructura
La propia dinamina es una enzima de 96 kDa y se aisló por primera vez cuando los investigadores intentaban aislar nuevos motores basados en microtúbulos del cerebro bovino. La dinamina se ha estudiado extensamente en el contexto de la formación de vesículas recubiertas de clatrina a partir de la membrana celular . [3] [6] Comenzando desde el N-terminal, Dynamin consiste en un dominio GTPasa conectado a un dominio de tallo helicoidal a través de una región de cuello flexible que contiene un Elemento de Señalización de Paquete y un Dominio Efector de GTPasa . En el extremo opuesto del dominio del tallo hay un bucle que se une a un dominio de homología de Pleckstrin que se une a la membrana . Luego, la cadena de proteína vuelve hacia el dominio GTPasa y termina con un dominio rico en prolina que se une a los dominios de homología Src de muchas proteínas.
Función
Durante la endocitosis mediada por clatrina, la membrana celular se invagina para formar una vesícula en ciernes. La dinamina se une y se ensambla alrededor del cuello de la vesícula endocítica, formando un polímero helicoidal dispuesto de tal manera que los dominios de GTPasa se dimerizan de manera asimétrica a través de peldaños helicoidales. [7] [8] El polímero contrae la membrana subyacente tras la unión de GTP y la hidrólisis a través de cambios conformacionales que emanan de la región del cuello flexible que altera la simetría helicoidal general. [8] La constricción alrededor del cuello de la vesícula conduce a la formación de un estado de membrana de hemi-fisión que finalmente resulta en la escisión de la membrana. [2] [6] [9] La constricción puede ser en parte el resultado de la actividad de torsión de dynamin, lo que hace que dynamin sea el único motor molecular conocido por tener una actividad de torsión. [10]
Tipos
En mamíferos, se han identificado tres genes de dinamina diferentes con diferencias de secuencia clave en sus dominios de homología de Pleckstrin que conducen a diferencias en el reconocimiento de las membranas lipídicas:
- La dinamina I se expresa en neuronas y células neuroendocrinas.
- Dynamin II se expresa en la mayoría de los tipos de células.
- Dynamin III se expresa fuertemente en los testículos , pero también está presente en el tejido cardíaco , cerebral y pulmonar . [1] [6]
Implicaciones de la enfermedad
Se ha descubierto que las mutaciones en Dynamin II causan la enfermedad intermedia dominante de Charcot-Marie-Tooth . [11] Se ha sugerido que la encefalopatía epiléptica que causa mutaciones de novo en dynamin causa disfunción de la escisión de vesículas durante la endocitosis de vesículas sinápticas. [12]
Referencias
- ↑ a b Henley JR, Cao H, McNiven MA (diciembre de 1999). "Participación de dinamina en la biogénesis de vesículas citoplasmáticas". Revista FASEB . 13 Suppl 2 (9002): S243-7. doi : 10.1096 / fasebj.13.9002.S243 . PMID 10619136 .
- ^ a b Hinshaw, J. "Declaración de investigación, Jenny E. Hinshaw, Ph.D." Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales, Laboratorio de Bioquímica y Biología Celular. Consultado el 19 de marzo de 2013.
- ^ a b Urrutia R, Henley JR, Cook T, McNiven MA (enero de 1997). "Las dinaminas: ¿funciones redundantes o distintas para una familia en expansión de GTPasas relacionadas?" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (2): 377–84. doi : 10.1073 / pnas.94.2.377 . PMC 34135 . PMID 9012790 .
- ^ Thoms S, Erdmann R (octubre de 2005). "Proteínas relacionadas con la dinamina y proteínas Pex11 en la división y proliferación de peroxisomas" . La revista FEBS . 272 (20): 5169–81. doi : 10.1111 / j.1742-4658.2005.04939.x . PMID 16218949 .
- ^ Hinshaw JE, Schmid SL (marzo de 1995). "Dynamin se autoensambla en anillos, lo que sugiere un mecanismo para la gemación de vesículas recubiertas". Naturaleza . 374 (6518): 190–2. doi : 10.1038 / 374190a0 . PMID 7877694 . S2CID 4365628 .
- ^ a b c Praefcke GJ, McMahon HT (febrero de 2004). "La superfamilia dynamin: tubulación de membrana universal y moléculas de fisión?". Nature Reviews Biología celular molecular . 5 (2): 133–47. doi : 10.1038 / nrm1313 . PMID 15040446 . S2CID 6305282 . Resumen de Lay - Página de inicio de Dynamin .
- ^ Sundborger AC, Fang S, Heymann JA, Ray P, Chappie JS, Hinshaw JE (agosto de 2014). "Un mutante dynamin define un estado de prefisión superconstricto" . Informes de celda . 8 (3): 734–42. doi : 10.1016 / j.celrep.2014.06.054 . PMC 4142656 . PMID 25088425 .
- ^ a b Kong L, Sochacki KA, Wang H, Fang S, Canagarajah B, Kehr AD, Rice WJ, Strub MP, Taraska JW, Hinshaw JE (agosto de 2018). "Cryo-EM del polímero de dinamina ensamblado sobre membrana lipídica" . Naturaleza . 560 (7717): 258–262. doi : 10.1038 / s41586-018-0378-6 . PMC 6121775 . PMID 30069048 .
- ^ Mattila JP, Shnyrova AV, Sundborger AC, Hortelano ER, Fuhrmans M, Neumann S, Müller M, Hinshaw JE, Schmid SL, Frolov VA (agosto de 2015). "Un intermedio de hemi-fisión vincula dos etapas mecánicamente distintas de fisión de membrana" . Naturaleza . 524 (7563): 109-113. doi : 10.1038 / nature14509 . PMC 4529379 . PMID 26123023 .
- ^ Roux A, Uyhazi K, Frost A, De Camilli P (mayo de 2006). "La torsión de dinamina dependiente de GTP implica constricción y tensión en la fisión de la membrana". Naturaleza . 441 (7092): 528–31. doi : 10.1038 / nature04718 . PMID 16648839 . S2CID 4413887 .
- ^ Züchner S, Noureddine M, Kennerson M, Verhoeven K, Claeys K, De Jonghe P, et al. (Marzo de 2005). "Las mutaciones en el dominio de homología pleckstrin de dynamin 2 provocan la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth intermedia dominante". Genética de la naturaleza . 37 (3): 289–94. doi : 10.1038 / ng1514 . PMID 15731758 . S2CID 19191581 .
- ^ Dhindsa RS, Bradrick SS, Yao X, Heinzen EL, Petrovski S, Krueger BJ, Johnson MR, Frankel WN, Petrou S, Boumil RM, Goldstein DB (junio de 2015). "Las mutaciones que causan encefalopatía epiléptica en DNM1 perjudican la endocitosis de vesículas sinápticas" . Neurología. Genética . 1 (1): e4. doi : 10.1212 / 01.NXG.0000464295.65736.da . PMC 4821085 . PMID 27066543 .
enlaces externos
- Dynamins en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .