La familia de canales catiónicos de policistina (PCC) ( TC # 1.A.5 ) consta de varios transportadores que varían en tamaño de 500 a más de 4000 residuos de amino acilo (aas) de longitud y que exhiben entre 5 y 18 segmentos transmembrana (TMS). Esta familia es un componente de la superfamilia de canales de iones regulados por voltaje (VIC) . Estos transportadores generalmente catalizan la exportación de cationes. Se puede encontrar una lista representativa de proteínas que pertenecen a la familia PCC en la base de datos de clasificación de transportadores . [1]
Dominio citosólico C-terminal de policistina-2 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
Símbolo | PKD2 | |||||||
Pfam | PF08016 | |||||||
InterPro | IPR013122 | |||||||
TCDB | 1.A.5 | |||||||
Superfamilia OPM | 8 | |||||||
Proteína OPM | 5mkf | |||||||
|
Estructuras de cristal
Hay varias estructuras cristalinas disponibles para los miembros de la familia PCC. Algunos de estos incluyen:
Enfermedad poliquística renal proteína 2-like 1: PDB : 3TE3 , 4GIF
Homólogos
Policistina humana
La policistina 1 humana es una proteína enorme de 4303 residuos de amino acilo (aas). Su segmento repetido rico en leucina (LRR) se encuentra en muchas proteínas. Según la descripción de SwissProt , la policistina 1 contiene 16 dominios de enfermedad renal poliquística (PKD), un dominio de clase A del receptor de LDL, un dominio de la familia de lectina de tipo C y 16-18 TMS putativos en posiciones entre los residuos 2200 y 4100. Sin embargo, Las imágenes de microscopía de fuerza atómica han revelado la estructura del dominio de la policistina-1. [2] Presenta similitudes de secuencia mínimas, pero organización de dominio y topología de membrana similares con canales catiónicos establecidos, como el potencial receptor transitorio (TRP) y las proteínas de la familia de canales iónicos activados por voltaje (VIC) ( TC # 1.A.4 y TC # 1.A.1 , respectivamente). Sin embargo, PSI-BLAST sin iteraciones no recoge estas similitudes. El complejo PKD2L1-PKD1L3 percibe un sabor amargo. La alteración del complejo PKD2-PKD1, responsable de la mecanosensación , conduce al desarrollo de PQRAD (enfermedad renal poliquística autosómica dominante). [3] Además de modular la actividad del canal y los eventos de señalización relacionados, los CRD (dominios reguladores C-terminales) de PKD2 y PKD2L1 juegan un papel central en la oligomerización del canal . Estas proteínas parecen formar trímeros. [4]
Policistina-L
Se ha demostrado que la policistina-L es un canal catiónico (Na + , K + y Ca 2+ ) que es activado por Ca 2+ , mientras que la policistina-2 se ha caracterizado como un canal selectivo de cationes permeable al Ca 2+ . Dos miembros de la familia del PCC (policistina 1 y 2; PKD1 y 2) están mutados en la enfermedad renal poliquística autosómica dominante humana, y la poliquistina-L, muy similar y probablemente ortóloga a la PKD2, está delecionada en ratones con defectos renales y retinianos. PKD1 y 2 interactúan para formar el canal catiónico no selectivo in vitro, pero PKD2 puede formar canales en ausencia de cualquier otra proteína asociada. La policistina-2 transporta una variedad de cationes orgánicos ( dimetilamina , tetraetilamonio , tetrabutilamonio , tetrapropilamonio, tetrapentenil amonio). Se estimó que el diámetro del canal era de al menos 1,1 Å. [5] Se informa que ambas son proteínas integrales de membrana con 7-11 TMS (PKD1) y 6 TMS (PKD2), respectivamente. Comparten una región homóloga de aproximadamente 400 residuos (residuos 206-623 en PKD2; residuos 3656-4052 en PKD1) que incluye cinco TMS de ambas proteínas. Este bien puede ser el dominio del canal. Se ha demostrado que PKD2 y policistina-L exhiben actividad de canal dependiente de voltaje, pH y cationes divalentes. [6] [7] PKD1 puede funcionar principalmente en la regulación, tanto activando como estabilizando el canal de policistina-2. [8]
Proteínas de potencial receptor transitorio
Potencial de receptor transitorio (TRP) policistina 2 y 3 (TRPP2 y 3) son miembros homólogos de la superfamilia de canales de cationes TRP pero tienen diferentes funciones fisiológicas. TRPP2 es parte de un sensor de flujo y es defectuoso en la enfermedad renal poliquística autosómica dominante y está implicado en el desarrollo de asimetría izquierda-derecha. TRPP3 está implicado en el sabor ácido en las células bipolares de las papilas gustativas de la lengua y en la regulación del potencial de acción sensible al pH en las neuronas que rodean el canal central de la médula espinal. TRPP3 está presente en células excitables y no excitables en varios tejidos, como la retina, el cerebro, el corazón, los testículos y los riñones. [9] [10]
Mucolipina-1
Se ha demostrado que la proteína TRP-ML1 (mucolipina-1) es un canal catiónico monovalente lisosómico que sufre una escisión proteolítica inactivante. [11] Muestra una mayor similitud de secuencia con la región transmembrana de la policistina 2 que con los miembros de la familia TRP-CC ( TC # 1.A.4 ). Por tanto, se incluye en la antigua familia. Tanto las familias PCC como TRP-CC son miembros de la superfamilia VIC .
Alfa-actinina
La alfa-actinina es una proteína de agrupación de actina conocida por regular varios tipos de canales iónicos. La electrofisiología de la bicapa lipídica plana mostró que TRPP3 exhibe actividades de canales de cationes que aumentan sustancialmente con la alfa-actinina. La asociación de TRPP3-alfa-actinina se documentó mediante co-inmunoprecipitación utilizando células y tejidos nativos, dos híbridos de levadura y ensayos de unión in vitro. [12] TRPP3 es abundante en el cerebro de ratón donde se asocia con alfa-actinina-2. La alfa-actinina une TRPP3 al citoesqueleto y regula su función de canal.
Importancia fisiológica
La enfermedad renal poliquística autosómica recesiva es causada por mutaciones en PKHD1, que codifica la proteína fibrocistina / poliductina (FPC) de tipo receptor asociada a la membrana (Q8TCZ9, 4074aaa). La FPC se asocia con los cilios primarios de las células epiteliales y se co-localiza con el producto del gen Pkd2 policistina-2 (PC2). Kim y col. (2008) han concluido que existe una interacción funcional y molecular entre FPC y PC2 in vivo. [13]
Ver también
- Canal iónico controlado por voltaje
- Canal de iones
- Base de datos de clasificación de transportadores
Referencias
- ^ "1.A.5 La familia del canal catiónico de policistina (PCC)" . TCDB . Consultado el 10 de abril de 2016 .
- ^ Oatley P, Stewart AP, Sandford R, Edwardson JM (abril de 2012). "Imágenes de microscopía de fuerza atómica revela la estructura del dominio de policistina-1". Bioquímica . 51 (13): 2879–88. doi : 10.1021 / bi300134b . PMID 22409330 .
- ^ Dalagiorgou G, Basdra EK, Papavassiliou AG (octubre de 2010). "Policistina-1: funciona como mecanosensor". La Revista Internacional de Bioquímica y Biología Celular . 42 (10): 1610–3. doi : 10.1016 / j.biocel.2010.06.017 . PMID 20601082 .
- ^ Molland KL, Narayanan A, Burgner JW, Yernool DA (julio de 2010). "Identificación del motivo estructural responsable del ensamblaje trimérico de los dominios reguladores C-terminales de los canales de policistina PKD2L1 y PKD2". La revista bioquímica . 429 (1): 171–83. doi : 10.1042 / BJ20091843 . PMID 20408813 .
- ^ Anyatonwu GI, Ehrlich BE (agosto de 2005). "Permeación de cationes orgánicos a través del canal formado por policistina-2" . La revista de química biológica . 280 (33): 29488–93. doi : 10.1074 / jbc.M504359200 . PMID 15961385 .
- ^ Gonzalez-Perrett S, Batelli M, Kim K, Essafi M, Timpanaro G, Moltabetti N, Reisin IL, Arnaout MA, Cantiello HF (julio de 2002). "Dependencia del voltaje y regulación del pH de la actividad del canal catiónico mediada por policistina-2 humana" . La revista de química biológica . 277 (28): 24959–66. doi : 10.1074 / jbc.M105084200 . PMID 11991947 .
- ^ Liu Y, Li Q, Tan M, Zhang YY, Karpinski E, Zhou J, Chen XZ (agosto de 2002). "Modulación del canal de policistina-L humana por voltaje y cationes divalentes" . Cartas FEBS . 525 (1-3): 71–6. doi : 10.1016 / s0014-5793 (02) 03071-5 . PMID 12163164 . S2CID 3150744 .
- ^ Xu GM, González-Perrett S, Essafi M, Timpanaro GA, Montalbetti N, Arnaout MA, Cantiello HF (enero de 2003). "La policistina-1 activa y estabiliza el canal de la policistina-2" . La revista de química biológica . 278 (3): 1457–62. doi : 10.1074 / jbc.M209996200 . PMID 12407099 .
- ^ Noben-Trauth K (1 de enero de 2011). "El canal TRPML3: del gen a la función". Avances en Medicina y Biología Experimental . 704 : 229–37. doi : 10.1007 / 978-94-007-0265-3_13 . ISBN 978-94-007-0264-6. PMID 21290299 .
- ^ Li Q, Dai XQ, Shen PY, Wu Y, Long W, Chen CX, Hussain Z, Wang S, Chen XZ (diciembre de 2007). "La unión directa de alfa-actinina mejora la actividad del canal TRPP3" . Revista de neuroquímica . 103 (6): 2391–400. doi : 10.1111 / j.1471-4159.2007.04940.x . PMID 17944866 . S2CID 84357640 .
- ^ Kiselyov K, Chen J, Rbaibi Y, Oberdick D, Tjon-Kon-Sang S, Shcheynikov N, Muallem S, Soyombo A (diciembre de 2005). "TRP-ML1 es un canal catiónico monovalente lisosomal que sufre escisión proteolítica" . La revista de química biológica . 280 (52): 43218–23. doi : 10.1074 / jbc.M508210200 . PMID 16257972 .
- ^ Li Q, Dai XQ, Shen PY, Wu Y, Long W, Chen CX, Hussain Z, Wang S, Chen XZ (diciembre de 2007). "La unión directa de alfa-actinina mejora la actividad del canal TRPP3" . Revista de neuroquímica . 103 (6): 2391–400. doi : 10.1111 / j.1471-4159.2007.04940.x . PMID 17944866 . S2CID 84357640 .
- ^ Kim I, Fu Y, Hui K, Moeckel G, Mai W, Li C, Liang D, Zhao P, Ma J, Chen XZ, George AL, Coffey RJ, Feng ZP, Wu G (marzo de 2008). "La fibrocistina / poliductina modula la formación de los túbulos renales regulando la expresión y función de la policistina-2" . Revista de la Sociedad Americana de Nefrología . 19 (3): 455–68. doi : 10.1681 / ASN.2007070770 . PMC 2391052 . PMID 18235088 .
A partir de esta edición , este artículo utiliza contenido de "1.A.5 La familia del canal de catión de policistina (PCC)" , que tiene una licencia que permite la reutilización bajo la licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported , pero no bajo la GFDL . Deben seguirse todos los términos relevantes.