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Estructura de dominio de proteínas de formina a través de phyla. [1]

Formins (proteínas de homología de formin) son un grupo de proteínas que participan en la polimerización de actina y se asocian con el extremo de crecimiento rápido (extremo con púas) de los filamentos de actina. [2] La mayoría de las forminas son proteínas efectoras Rho-GTPasa . Las forminas regulan la actina y el citoesqueleto de los microtúbulos [3] [4] y participan en diversas funciones celulares como la polaridad celular , la citocinesis , la migración celular y la actividad transcripcional de SRF . [5] Las formas son proteínas multidominio que interactúan con diversas moléculas de señalización y proteínas citoesqueléticas , aunque a algunas forminas se les han asignado funciones dentro del núcleo .

Diversidad

Se han encontrado formas en todos los eucariotas estudiados. [1] En los seres humanos, están presentes 15 proteínas de formina diferentes que se han clasificado en 7 subgrupos. [6] Por el contrario, las levaduras contienen solo 2-3 formins. [7]

Estructura e interacciones

Las formas se caracterizan por la presencia de tres dominios de homología de formas (FH) (FH1, FH2 y FH3), aunque los miembros de la familia de las forminas no contienen necesariamente los tres dominios. [8] [9] Además, otros dominios suelen estar presentes, como los dominios PDZ , DAD, WH2 o FHA.

El dominio FH1 rico en prolina media las interacciones con una variedad de proteínas, incluida la proteína de unión a actina profilina , proteínas de dominio SH3 (homología Src 3), [10] y proteínas de dominio WW . La actividad promotora de nucleación de actina de las forminas de S. cerevisiae se ha localizado en el dominio FH2. [4] El dominio FH2 es necesario para la autoasociación de proteínas de formina a través de la capacidad de los dominios FH2 de unirse directamente entre sí, y también puede actuar para inhibir la polimerización de actina. [11] [12] El dominio FH3 está menos conservadoy es necesario para dirigir las formas a la ubicación intracelular correcta , como el huso mitótico o la punta de proyección durante la conjugación . [13] [14] Además, algunas forminas pueden contener un dominio de unión a GTPasa (GBD) necesario para unirse a las GTPasas pequeñas de Rho , y un dominio autorregulador de Dia conservado C-terminal (DAD). El GBD es un dominio autoinhibidor bifuncional que interactúa y está regulado por miembros de la familia Rho activados. Mammalian Drf3 contiene un motivo similar a CRIB dentro de su GBD para unirse a Cdc42, que se requiere para que Cdc42 active y guíe a Drf3 hacia la corteza celular donde remodela el esqueleto de actina. [15] El DAD une el GBD N-terminal; este vínculo se rompe cuando Rho unido a GTP se une al GBD y activa la proteína. La adición del DAD a las células de mamíferos induce la formación de filamentos de actina , estabiliza los microtúbulos y activa la transcripción mediada por SRF . [15] Otro dominio que se encuentra comúnmente es una región de repetición de armadillo (ARR) ubicada en el dominio FH3.

Se ha demostrado mediante cristalografía de rayos X que el dominio FH2 tiene una forma de media luna alargada que contiene tres subdominios helicoidales . [16] [17]

Las formas también se unen directamente a los microtúbulos a través de su dominio FH2. Esta interacción es importante para promover la captura y estabilización de un subconjunto de microtúbulos orientados hacia el borde de ataque de las células migratorias. Las forminas también promueven la captura de microtúbulos por el cinetocoro durante la mitosis y para alinear los microtúbulos a lo largo de los filamentos de actina. [18] [19]

Referencias

  1. ↑ a b Chalkia D, Nikolaidis N, Makalowski W, Klein J, Nei M (diciembre de 2008). "Orígenes y evolución de la familia de formin multigénica que interviene en la formación de filamentos de actina" . Biología Molecular y Evolución . 25 (12): 2717–33. doi : 10.1093 / molbev / msn215 . PMC  2721555 . PMID  18840602 .
  2. ^ Evangelista M, Zigmond S, Boone C (julio de 2003). "Formins: efectores de señalización para ensamblaje y polarización de filamentos de actina" . Revista de ciencia celular . 116 (Parte 13): 2603-11. doi : 10.1242 / jcs.00611 . PMID 12775772 . 
  3. ^ Gunning PW, Ghoshdastider U, Whitaker S, Popp D, Robinson RC (junio de 2015). "La evolución de filamentos de actina composicional y funcionalmente distintos" . Revista de ciencia celular . 128 (11): 2009-19. doi : 10.1242 / jcs.165563 . PMID 25788699 . 
  4. ↑ a b Goode BL, Eck MJ (2007). "Mecanismo y función de las formas en el control del ensamblaje de actina". Revisión anual de bioquímica . 76 : 593–627. doi : 10.1146 / annurev.biochem.75.103004.142647 . PMID 17373907 . 
  5. ^ Faix J, Grosse R (junio de 2006). "Mantenerse en forma con formins" . Célula de desarrollo . 10 (6): 693–706. doi : 10.1016 / j.devcel.2006.05.001 . PMID 16740473 . 
  6. ^ Higgs HN, Peterson KJ (enero de 2005). "Análisis filogenético del dominio de homología 2 de formina" . Biología molecular de la célula . 16 (1): 1–13. doi : 10.1091 / mbc.E04-07-0565 . PMC 539145 . PMID 15509653 .  
  7. ^ Kitayama C, Uyeda TQ (febrero de 2003). "ForC, un nuevo tipo de proteína de la familia de formin que carece de un dominio FH1, está involucrado en el desarrollo multicelular en Dictyostelium discoideum" . Revista de ciencia celular . 116 (Parte 4): 711-23. doi : 10.1242 / jcs.00265 . PMID 12538772 . 
  8. ^ Wallar BJ, Alberts AS (agosto de 2003). "Los formins: andamios activos que remodelan el citoesqueleto". Tendencias en biología celular . 13 (8): 435–46. doi : 10.1016 / S0962-8924 (03) 00153-3 . PMID 12888296 . 
  9. ^ Uetz P, Fumagalli S, James D, Zeller R (diciembre de 1996). "Interacción molecular entre las proteínas de la deformidad de las extremidades (formins) y las quinasas de la familia Src" . La revista de química biológica . 271 (52): 33525-30. doi : 10.1074 / jbc.271.52.33525 . PMID 8969217 . 
  10. ^ Takeya R, Sumimoto H (noviembre de 2003). "Fhos, una forma de mamífero, se une directamente a F-actina a través de una región N-terminal al dominio FH1 y forma un complejo homotípico a través del dominio FH2 para promover la formación de fibras de actina" . Revista de ciencia celular . 116 (Pt 22): 4567–75. doi : 10.1242 / jcs.00769 . PMID 14576350 . 
  11. ^ Shimada A, Nyitrai M, Vetter IR, Kühlmann D, Bugyi B, Narumiya S, Geeves MA, Wittinghofer A (febrero de 2004). "El dominio central FH2 de las forminas relacionadas con diáfanos es una proteína de unión a actina alargada que inhibe la polimerización" . Célula molecular . 13 (4): 511–22. doi : 10.1016 / S1097-2765 (04) 00059-0 . PMID 14992721 . 
  12. ^ Kato T, Watanabe N, Morishima Y, Fujita A, Ishizaki T, Narumiya S (febrero de 2001). "Localización de un homólogo de mamífero diáfano, mDia1, al huso mitótico en células HeLa". Revista de ciencia celular . 114 (Pt 4): 775–84. PMID 11171383 . 
  13. ^ Petersen J, Nielsen O, Egel R, Hagan IM (junio de 1998). "FH3, un dominio que se encuentra en las formas, dirige la levadura de fisión forma Fus1 a la punta de proyección durante la conjugación" . The Journal of Cell Biology . 141 (5): 1217–28. doi : 10.1083 / jcb.141.5.1217 . PMC 2137179 . PMID 9606213 .  
  14. ↑ a b Peng J, Wallar BJ, Flanders A, Swiatek PJ, Alberts AS (abril de 2003). "La interrupción del gen Drf1 de formin relacionado con diáfano que codifica mDia1 revela un papel de Drf3 como un efector de Cdc42" . Biología actual . 13 (7): 534–45. doi : 10.1016 / S0960-9822 (03) 00170-2 . PMID 12676083 . S2CID 13902104 .  
  15. ^ Xu Y, Moseley JB, Sagot I, Poy F, Pellman D, Goode BL, Eck MJ (marzo de 2004). "Las estructuras cristalinas de un dominio Formin Homology-2 revelan una arquitectura de dímeros atados" . Celular . 116 (5): 711–23. doi : 10.1016 / S0092-8674 (04) 00210-7 . PMID 15006353 . S2CID 15855545 .  
  16. ^ Thompson ME, Heimsath EG, Gauvin TJ, Higgs HN, Kull FJ (enero de 2013). "La estructura de FMNL3 FH2-actina da una idea de la nucleación y elongación de actina mediada por formina" . Naturaleza Biología Molecular y Estructural . 20 (1): 111–8. doi : 10.1038 / nsmb.2462 . PMC 3876896 . PMID 23222643 .  
  17. ^ Palazzo AF, Cook TA, Alberts AS, Gundersen GG (agosto de 2001). "mDia media la formación regulada por Rho y la orientación de microtúbulos estables". Biología celular de la naturaleza . 3 (8): 723–9. doi : 10.1038 / 35087035 . PMID 11483957 . S2CID 7374170 .  
  18. ^ Bartolini F, Gundersen GG (febrero de 2010). "Forminas y microtúbulos" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1803 (2): 164–73. doi : 10.1016 / j.bbamcr.2009.07.006 . PMC 2856479 . PMID 19631698 .  

Enlaces externos

  • MBInfo - Nucleación de actina mediada por forma
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