La talina es una proteína citoesquelética de alto peso molecular concentrada en las regiones de contacto célula-sustrato [1] y, en los linfocitos , en los contactos célula-célula. [2] [3] Descubierta en 1983 por Keith Burridge y sus colegas, [1] la talina es una proteína citosólica ubicua que se encuentra en altas concentraciones en adherencias focales . Es capaz de unir integrinas al citoesqueleto de actina directa o indirectamente al interactuar con vinculina y α-actinina . [4]
Talin, dominio medio | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||||
Símbolo | Talin_middle | |||||||||
Pfam | PF09141 | |||||||||
InterPro | IPR015224 | |||||||||
SCOP2 | 1sj7 / SCOPe / SUPFAM | |||||||||
|
talin 1 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||
Símbolo | TLN1 | |||||
Alt. simbolos | TLN | |||||
Gen NCBI | 7094 | |||||
HGNC | 11845 | |||||
OMIM | 186745 | |||||
RefSeq | NM_006289 | |||||
UniProt | Q9Y490 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 9 p23-p21 | |||||
|
talin 2 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||
Símbolo | TLN2 | |||||
Gen NCBI | 83660 | |||||
HGNC | 15447 | |||||
OMIM | 607349 | |||||
RefSeq | NM_015059 | |||||
UniProt | Q9Y4G6 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 15 q15-q21 | |||||
|
Además, la talina-1 impulsa el mecanismo de extravasación a través de la microvasculatura humana diseñada en sistemas de microfluidos. Talin-1 participa en cada parte de la extravasación que afecta la adhesión, la migración transendotelial y las etapas de invasión. [5]
Los receptores de integrina participan en la unión de las células adherentes a la matriz extracelular [6] [7] y de los linfocitos a otras células. En estas situaciones, la talina se codistribuye con las concentraciones de integrinas en la membrana plasmática . [8] [9] Además, los estudios de unión in vitro sugieren que las integrinas se unen a la talina, aunque con baja afinidad. [10] Talin también se une con alta afinidad a la vinculina, [11] otra proteína citoesquelética concentrada en los puntos de adhesión celular . [12] Finalmente, la talina es un sustrato de la proteasa activada por iones de calcio , calpaína II, [13] que también se concentra en los puntos de contacto entre la célula y el sustrato. [14]
Talin es una proteína mecanosensible. Su vulnerabilidad mecánica [15] y la posición celular que unen los receptores de integrina y el citoesqueleto de actina la convierten en una proteína fundamental en la mecanotransducción. El estiramiento mecánico de la talina promueve la unión de la vinculina. [dieciséis]
Dominios proteicos
Talin consta de un gran dominio de barra C-terminal que contiene haces de hélices alfa y un dominio FERM N-terminal (banda 4.1, ezrin, radixin y moesin) con tres subdominios: F1, F2 y F3. [17] [18] [19] [20] El subdominio F3 del dominio FERM contiene el sitio de unión de integrina de mayor afinidad para las colas de integrina β y es suficiente para activar las integrinas. [21]
Dominio medio
Estructura
Talin también tiene un dominio medio, que tiene una estructura que consta de cinco hélices alfa que se pliegan en un paquete. Contiene un sitio de unión a vinculina (VBS) compuesto por una superficie hidrófoba que abarca cinco vueltas de la hélice cuatro.
Función
La activación del VBS conduce al reclutamiento de vinculina para formar un complejo con las integrinas que ayuda a la adhesión celular estable. La formación del complejo entre VBS y vinculina requiere el despliegue previo de este dominio medio: una vez liberada del núcleo hidrofóbico de talina, la hélice VBS está disponible para inducir el cambio conformacional de 'conversión de haz' dentro del dominio de cabeza de vinculina, desplazando así la interacción intramolecular con la cola vinculina, permitiendo vinculina a bind actina. [19]
Talin lleva una fuerza mecánica (de 7-10 piconewton) durante la adhesión celular. También permite que las células midan la rigidez extracelular, ya que las células en las que se impide que la talina forme enlaces mecánicos ya no pueden distinguir si están en una superficie blanda o rígida. Se muestra que el sitio de unión de actina 2 es el sitio principal para detectar la rigidez de la matriz extracelular. [22] [23] Recientemente, Kumar et al [24] combinaron crio-tomografía de electrones celulares con mediciones de tensión basadas en FRET y encontraron que las regiones de alta tensión de talina dentro de la adhesión focal tienen estructuras de actina filamentosas subyacentes altamente alineadas y lineales mientras que las regiones de talina baja tensión tienen filamentos de actina menos bien alineados.
Sitio de unión a vinculina
VBS | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
Símbolo | VBS | |||||||
Pfam | PF08913 | |||||||
InterPro | IPR015009 | |||||||
|
Función
Los sitios de unión de la vinculina son dominios de proteínas que se encuentran predominantemente en la talina y en moléculas similares a la talina, lo que permite la unión de la vinculina a la talina, estabilizando las uniones de la matriz celular mediadas por la integrina. Talin, a su vez, une las integrinas al citoesqueleto de actina.
Estructura
La secuencia de consenso para los sitios de unión de vinculina es LxxAAxxVAxxVxxLIxxA, con una predicción de estructura secundaria de cuatro hélices anfipáticas . Los residuos hidrófobos que definen el VBS están ellos mismos "enmascarados" y están enterrados en el núcleo de una serie de haces helicoidales que forman la barra de talina. [25]
Activación de la integrina αIIbβ3
Un análisis de estructura-función publicado recientemente [26] proporciona un modelo estructural convincente (ver arriba a la derecha) para explicar la activación de la integrina dependiente de la talina en tres pasos:
- El dominio de talina F3 (representación de superficie; coloreado por carga), liberado de sus interacciones autoinhibidoras en la proteína de longitud completa, se vuelve disponible para unirse a la integrina.
- F3 se acopla a la parte distal de la membrana de la cola de la integrina β3 (en rojo), que se ordena, pero las interacciones de las integrinas α-β que mantienen la integrina en la conformación de baja afinidad permanecen intactas.
- En un paso posterior, F3 se acopla a la porción proximal de la membrana de la cola β3 mientras mantiene sus interacciones membrana-distal.
Proteínas humanas que contienen este dominio
TLN1 ; TLN2 ;
Ver también
- Proteína de unión a actina
- Merlin (proteína) un acrónimo de "Moesin-Ezrin-Radixin-Like Protein"
Referencias
- ↑ a b Burridge K, Connell L (agosto de 1983). "Una nueva proteína de placas de adhesión y membranas onduladas" . The Journal of Cell Biology . 97 (2): 359–67. doi : 10.1083 / jcb.97.2.359 . PMC 2112532 . PMID 6684120 .
- ^ Kupfer A, Singer SJ, Dennert G (marzo de 1986). "Sobre el mecanismo de muerte unidireccional en mezclas de dos linfocitos T citotóxicos. Polarización unidireccional de orgánulos citoplasmáticos y el citoesqueleto asociado a la membrana en la célula efectora" . La Revista de Medicina Experimental . 163 (3): 489–98. doi : 10.1084 / jem.163.3.489 . PMC 2188060 . PMID 3081676 .
- ^ Burn P, Kupfer A, Singer SJ (enero de 1988). "Interacciones dinámicas membrana-citoesqueleto: la asociación específica de integrina y talina surge in vivo después del tratamiento con éster de forbol de linfocitos de sangre periférica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 85 (2): 497–501. Código Bibliográfico : 1988PNAS ... 85..497B . doi : 10.1073 / pnas.85.2.497 . PMC 279577 . PMID 3124107 .
- ^ Michelson AD (2006). Plaquetas, segunda edición . Boston: Prensa académica. ISBN 978-0-12-369367-9.
- ^ Gilardi M, Bersini S, Calleja AB, Kamm RD, Vanoni M, Moretti M (abril de 2016). "PO-12 - El papel clave de la talina-1 en la extravasación de células cancerosas diseccionado a través del modelo de microfluidos 3D vascularizado humano". Investigación sobre trombosis . 140 (Supl. 1): S180–1. doi : 10.1016 / S0049-3848 (16) 30145-1 . PMID 27161700 .
- ^ Hynes RO (febrero de 1987). "Integrinas: una familia de receptores de superficie celular". Celular . 48 (4): 549–54. doi : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90233-9 . PMID 3028640 . S2CID 27274629 .
- ^ Ruoslahti E, Pierschbacher MD (octubre de 1987). "Nuevas perspectivas en adhesión celular: RGD e integrinas". Ciencia . 238 (4826): 491–7. Código Bibliográfico : 1987Sci ... 238..491R . doi : 10.1126 / science.2821619 . PMID 2821619 .
- ^ Chen WT, Hasegawa E, Hasegawa T, Weinstock C, Yamada KM (abril de 1985). "Desarrollo de complejos de enlace de superficie celular en fibroblastos cultivados" . The Journal of Cell Biology . 100 (4): 1103–14. doi : 10.1083 / jcb.100.4.1103 . PMC 2113771 . PMID 3884631 .
- ^ Kupfer A, Singer SJ (noviembre de 1989). "La interacción específica de las células T colaboradoras y las células B presentadoras de antígeno. IV. Reorganizaciones de membrana y citoesqueleto en la célula T unida en función de la dosis de antígeno" . La Revista de Medicina Experimental . 170 (5): 1697–713. doi : 10.1084 / jem.170.5.1697 . PMC 2189515 . PMID 2530300 .
- ^ Horwitz A, Duggan K, Buck C, Beckerle MC, Burridge K (1986). "Interacción del receptor de fibronectina de membrana plasmática con talina - un enlace transmembrana" . Naturaleza . 320 (6062): 531–3. Código Bibliográfico : 1986Natur.320..531H . doi : 10.1038 / 320531a0 . PMID 2938015 . S2CID 4356748 .
- ^ Burridge K, Mangeat P (1984). "Una interacción entre vinculina y talina". Naturaleza . 308 (5961): 744–6. Código Bibliográfico : 1984Natur.308..744B . doi : 10.1038 / 308744a0 . PMID 6425696 . S2CID 4316613 .
- ^ Geiger B (septiembre de 1979). "Una proteína 130K de molleja de pollo: su localización en los extremos de los paquetes de microfilamentos en células de pollo cultivadas". Celular . 18 (1): 193-205. doi : 10.1016 / 0092-8674 (79) 90368-4 . PMID 574428 . S2CID 33153559 .
- ^ Fox JE, Goll DE, Reynolds CC, Phillips DR (enero de 1985). "Identificación de dos proteínas (proteína de unión a actina y P235) que son hidrolizadas por proteasa dependiente de Ca2 + endógeno durante la agregación plaquetaria" . La revista de química biológica . 260 (2): 1060–6. doi : 10.1016 / S0021-9258 (20) 71208-1 . PMID 2981831 .
- ^ Beckerle MC, Burridge K, DeMartino GN, Croall DE (noviembre de 1987). "Colocalización de la proteasa II dependiente de calcio y uno de sus sustratos en los sitios de adhesión celular". Celular . 51 (4): 569–77. doi : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90126-7 . PMID 2824061 . S2CID 25875416 .
- ^ Haining AW, von Essen M, Attwood SJ, Hytönen VP, Del Río Hernández A (julio de 2016). "Todos los subdominios de la barra de Talin son mecánicamente vulnerables y pueden contribuir al mecanismo de detección celular" . ACS Nano . 10 (7): 6648–58. doi : 10.1021 / acsnano.6b01658 . PMC 4982699 . PMID 27380548 .
- ^ del Rio A, Perez-Jimenez R, Liu R, Roca-Cusachs P, Fernandez JM, Sheetz MP (enero de 2009). "Estirar las moléculas de la barra de talina única activa la unión de vinculina". Ciencia . 323 (5914): 638–41. Código Bibliográfico : 2009Sci ... 323..638D . doi : 10.1126 / science.1162912 . PMID 19179532 . S2CID 206514978 .
- ^ Chishti AH, Kim AC, Marfatia SM, Lutchman M, Hanspal M, Jindal H, et al. (Agosto de 1998). "El dominio FERM: un módulo único involucrado en el enlace de proteínas citoplasmáticas a la membrana". Tendencias en Ciencias Bioquímicas . 23 (8): 281-2. doi : 10.1016 / S0968-0004 (98) 01237-7 . PMID 9757824 .
- ^ García-Alvarez B, de Pereda JM, Calderwood DA, Ulmer TS, Critchley D, Campbell ID, Ginsberg MH, Liddington RC (enero de 2003). "Determinantes estructurales del reconocimiento de integrinas por talin". Célula molecular . 11 (1): 49–58. doi : 10.1016 / S1097-2765 (02) 00823-7 . PMID 12535520 .
- ^ a b Papagrigoriou E, Gingras AR, Barsukov IL, Bate N, Fillingham IJ, Patel B, et al. (Agosto de 2004). "La activación de un sitio de unión a vinculina en la barra de talina implica la reorganización de un paquete de cinco hélices" . El diario EMBO . 23 (15): 2942–51. doi : 10.1038 / sj.emboj.7600285 . PMC 514914 . PMID 15272303 .
- ^ Rees DJ, Ades SE, Singer SJ, Hynes RO (octubre de 1990). "Secuencia y estructura de dominio de talin". Naturaleza . 347 (6294): 685–9. Código Bibliográfico : 1990Natur.347..685R . doi : 10.1038 / 347685a0 . PMID 2120593 . S2CID 4274654 .
- ^ Calderwood DA, Yan B, de Pereda JM, Alvarez BG, Fujioka Y, Liddington RC, Ginsberg MH (junio de 2002). "El dominio similar a la unión de fosfotirosina de la talina activa las integrinas" . La revista de química biológica . 277 (24): 21749–58. doi : 10.1074 / jbc.M111996200 . PMID 11932255 .
- ^ Austen K, Ringer P, Mehlich A, Chrostek-Grashoff A, Kluger C, Klingner C, Sabass B, Zent R, Rief M, Grashoff C (diciembre de 2015). "Detección de rigidez extracelular por enlaces mecánicos específicos de isoformas de talina" . Biología celular de la naturaleza . 17 (12): 1597–606. doi : 10.1038 / ncb3268 . PMC 4662888 . PMID 26523364 .
- ^ Kumar A, Ouyang M, Van den Dries K, McGhee EJ, Tanaka K, Anderson MD, et al. (Mayo de 2016). "El sensor de tensión Talin revela características novedosas de transmisión de fuerza de adhesión focal y mecanosensibilidad" . The Journal of Cell Biology . 213 (3): 371–83. doi : 10.1083 / jcb.201510012 . PMC 4862330 . PMID 27161398 .
- ^ Kumar A, Anderson KL, Swift MF, Hanein D, Volkmann N, Schwartz MA (septiembre de 2018). "La tensión local en Talin en adherencias focales se correlaciona con la alineación de F-actina en la escala nanométrica" . Revista biofísica . 115 (8): 1569-1579. Código bibliográfico : 2018BpJ ... 115.1569K . doi : 10.1016 / j.bpj.2018.08.045 . PMC 6372196 . PMID 30274833 .
- ^ Gingras AR, Vogel KP, Steinhoff HJ, Ziegler WH, Patel B, Emsley J, Critchley DR, Roberts GC, Barsukov IL (febrero de 2006). "Caracterización estructural y dinámica de un sitio de unión de vinculina en la barra de talina". Bioquímica . 45 (6): 1805-17. doi : 10.1021 / bi052136l . PMID 16460027 .
- ^ Wegener KL, Partridge AW, Han J, Pickford AR, Liddington RC, Ginsberg MH, Campbell ID (enero de 2007). "Base estructural de la activación de la integrina por talina". Celular . 128 (1): 171–82. doi : 10.1016 / j.cell.2006.10.048 . PMID 17218263 . S2CID 18307182 .
enlaces externos
- MBInfo: Talin
- MBInfo: Talin activa Integrin
- Entrada Talin-1 UniProtKB / Swiss-Prot Q9Y490
- Sustrato de talina para calpaína - PMAP La animación del mapa de proteólisis .
- Información de Talin-1 con enlaces en Cell Migration Gateway
- Información de Talin-2 con enlaces en Cell Migration Gateway
- Integrinas en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .