Білки, що зв’язують актин з мембраною.

Актин: білки, що зв’язують актин з мембранними ліпідами

Групою споріднених білків, здатних безпосередньо прив’язувати актіновиє філаменти до фосфоліпідів мембрани, є калпактіни, виявлені у багатьох типах клітин (Glenney JR et al., 1987). Ці білки мають ділянки зв’язування іонів кальцію, можуть фосфорилироваться тірозіновой протеїнкіназою pp60src.

Аналогічним чином асоціація актинових філаментів з внутрішньою стороною мембрани, очевидно, може здійснюватися кепірующім білком гельзоліном, оскільки крім актину гельзолін може взаємодіяти з поліфосфоінозітідамі, розташованими в мембрані (Hartwig H. et al., 1989).

Міозину I також здатні связиватся з мембранними ліпідами і прив’язувати актин до мембрани. У мікроворсинки щіткової облямівки кишкового епітелію міозин I зв’язується з мембраною в комплексі з кальмодуліном (Conzelman KA, Mooseker MS, 1987, Mooseker MS, 1985). Зв’язок кальмодулін-миозинового комплексу з мембраною, як і з актином, руйнується при додаванні ATP.

Актин: білки, що зв’язують актин з інтегральним мембранним білком

Асоціація актину з різними білками мембрани, як правило, здійснюється через низку посередників. При цьому безпосередньо з актином зв’язується той чи інший з відомих актин-зв’язуючих білків, після чого актин в комплексі з таким білком прикріплюється до інтегрального мембранному білку, зазвичай за допомогою додаткових посередників.

Прикріплення актин-спектрінового комплексу

Прикріплення актин-філамінового комплексу

Прикріплення актин-альфа-актінінового комплексу

Актин-спектріновий комплекс: прикріплення до мембрани

Актин-спектріновий комплекс, що прикріпляється до мембрани, як правило містить ще білок 4.1 (в мембрані еритроцитів) або аналогічний білок (в інших типах клітин), що істотно підвищує міцність комплексу .

Молекулярний механізм прикріплення актину в складі потрійного комплексу з спектрин і білком 4.1 до мембрани найкраще досліджений на еритроцитарної моделі. Цей комплекс може прикріплятися до мембрани двома способами (Coleman TR et al., 1989).

Найбільш сильне зв’язування з мембраною здійснюється через білок анкірін з інтегральним білком мембрани, що є переносником іонів (так званої смугою 3).

Інше, трохи менш міцне зв’язування потрійного комплексу актин-спектрин-білок 4.1 з мембраною здійснюється за допомогою асоціації білка 4.1 з цього комплексу з іншим інтегральним компонентом мембрани – глікофоріном.

У неерітроідних клітинах також можуть існувати механізми зв’язування актину з мембраною, аналогічні описаним вище, оскільки виявлені неерітроідние аналоги білків 4.1, анкіріна, спектрину. Аналоги смуги 3 або глікофоріна мало поширені в інших типах клітин. Однак, їх роль можуть виконувати інші інтегральні білки мембрани, з якими взаємодіє неерітроідний анкірін, білок 4.1 або спектрин (Coleman TR et al., 1989).

Актин-філаміновий комплекс: прикріплення до мембрани

Цей спосіб прикріплення актинових філаментів до мембрани виявлений в неактивованих тромбоцитах. Асоційовані з філаміном актіновиє філаменти зв’язуються з інтегральним мембранним глікопротеїном Ib (Hartwig JH, DeSisto M., 1991).

Актин-альфа-актініновий комплекс: прикріплення до мембрани

Типовим прикладом такого роду взаємодії є прикріплення актинових філаментів до мембрани в місцях спеціалізованих клітинних контактів з позаклітинним матриксом (Burridge K. et al., 1987, Woods A., Couchman JR, 1988) або з іншими клітинами (Geiger B. et al., 1987). Структура цих двох типів контактів в цілому подібна, але набір беруть участь білків злегка розрізняється. Спільним для цих контактів білком, що зв’язуються безпосередньо з актином, є альфа-актінін (Lazarides E., 1976, Lazarides E., Burridge K., 1975).

Основним трансмембранним компонентом, що беруть участь в прикріпленні клітини до позаклітинної матриксу в області фокальних контактів, є інтегринів (Buck CA, Horwitz AF, 1987) (рис.19-63).

Крім інтегринів є ще ряд інтегральних мембранних рецепторів, що зв’язують різні компоненти позаклітинного матриксу, наприклад, рецептор ламініну (67 кД), гепарансульфатпротеогликаны.

З цитоплазматичної сторони фокального контакту, крім альфа-актініна, виявляється велика кількість структурних та регуляторних білків. Найбільш істотні структурні білки фокальних контактів – вінкулін (Geiger B., 1979) і Талін (Burridge K., Connell L., 1983).

Існує кілька варіантів прикріплення актинових філаментів через альфа-актінін до інтегринів. Найбільш твердо встановлена ​​ланцюжок така: інтегрин – Талін – вінкулін – альфа-актінін – актин.

Талін зв’язується безпосередньо з цитоплазматичних доменом інтегринів. Субодиниця Таліна з масою 215-235 кД димеризуется з утворенням довгою гнучкою молекули. На молекулі є звуження, чутливе до Ca-залежних протеаз II. При цьому Талін розрізається на два нерівних фрагмента – 200кД і 47 кД (Nuckolls GH et al., 1990). Ділянка зв’язування інтегринів знаходиться на малому фрагменті. На великому фрагменті знаходиться ділянку зв’язування вінкуліна (Beckerle MC, Yen R., 1990).

Вінкулін – білок з молекулярною масою 130 кД, який містить два домена – головку і короткий хвіст. Сайт зв’язування Таліна знаходиться на головному домені. Крім того, вінкулін здатний зв’язуватися з альфа-актініном (Belkin AM, Koteliansky VE, 1987, Wachsstock DH et al., 1987). Вінкулін-зв’язуючий ділянку розташований на N-кінці молекули альфа-актініна.

Інший варіант прикріплення актинових філаментів до мембрани може відбуватися за рахунок безпосереднього зв’язування альфа-актініна з цитоплазматичних доменом бета-1-субодиниці інтегринів, оскільки ці білки можуть взаємодіяти один з одним. У цій взаємодії бере участь центральний паличкоподібні домен альфа-актініна, що містить повтори (Otey CA et al., 1990).

Зв’язування клітин один з одним в області міжклітинних контактів відбувається за допомогою взаємодії інтегральних трансмембранних глікопротеїнів із серії Cам (від англ. Cell adhesion molecule) характеризуються тканинною специфічністю (Geiger B. et al., 1987). Найбільш поширені білки цього типу A-CAM (135 кБ) і L-CAM (124 кБ). Ці білки забезпечують кальцій-залежне гомофільное зв’язування клітин один з одним.

Цитоплазматична частина клітинних адгезійних контактів, як і фокальних, містить вінкулін, альфа-актінін, але не містить Таліна. Крім того, тут є білок плакоглобін з молекулярною масою 83 кД, характерний також для іншого типу міжклітинних контактів – десмосом. Однак, характер взаємодії білків міжклітинних адгезійних контактів один в іншому поки не встановлений.

Comments are closed.