Формин

Формины (формин гомологии белков) представляют собой группу белков , которые участвуют в полимеризации из актина и ассоциированных с быстро растущим концом (колючий торец) актиновыми филаментами. ^[2] Большинство форминов являются эффекторными белками Rho-GTPase . Формины регулируют актин и цитоскелет микротрубочек ^[3]^[4] и участвуют в различных клеточных функциях, таких как клеточная полярность , цитокинез , миграция клеток и транскрипционная активность SRF . ^[5] Формины - это многодоменные белки, которые взаимодействуют с различными сигнальными молекулами и белками цитоскелета , хотя некоторым форминам приписаны функции внутри ядра .

Разнообразие [ править ]

Формины были обнаружены у всех изученных эукариот . ^[1] В организме человека присутствует 15 различных белков-форминов, которые были разделены на 7 подгрупп. ^[6] В отличие от дрожжей, они содержат всего 2-3 формина. ^[7]

Структура и взаимодействие [ править ]

Формины характеризуются наличием три формин гомология (FH) доменов (FH1, FH2 и FH3), хотя члены семьи формина не обязательно содержать все три области. ^[8]^[9] Кроме того, обычно присутствуют другие домены, такие как домены PDZ , DAD, WH2 или FHA.

Пролин -богатого домен FH1 опосредует взаимодействие с различными белками, в том числе актина-связывающий белок профилина , SH3 (Src - гомология 3) белков домена, ^[10] и домен WW белки. Активность форминов S. cerevisiae по стимулированию нуклеации актина локализована в домене FH2. ^[4] Домен FH2 необходим для самоассоциации белков-форминов за счет способности доменов FH2 напрямую связываться друг с другом, а также может действовать, ингибируя полимеризацию актина. ^[11]^[12] Домен FH3 менее консервативен.и необходим для направления форминов к правильному внутриклеточному положению, такому как митотическое веретено или кончик выступа во время конъюгации . ^[13]^[14] Кроме того, некоторые формины могут содержать GTPase- связывающий домен (GBD), необходимый для связывания с Rho small GTPases , и C-концевой консервативный Dia-ауторегуляторный домен (DAD). GBD - это бифункциональный аутоингибиторный домен, который взаимодействует с активированными членами семейства Rho и регулируется ими. Drf3 млекопитающих содержит CRIB-подобный мотив в пределах своего GBD для связывания с Cdc42., который необходим для Cdc42 для активации и направления Drf3 в сторону коры клеток, где он ремоделирует актиновый скелет. ^[15] DAD связывает N-концевой GBD; эта связь разрывается, когда GTP-связанный Rho связывается с GBD и активирует белок. Добавление DAD к клеткам млекопитающих индуцирует образование актиновых филаментов , стабилизирует микротрубочки и активирует транскрипцию, опосредованную SRF . ^[15] Другой часто встречающийся домен - это область повторения броненосца (ARR), расположенная в домене FH3.

Рентгеновская кристаллография показала, что домен FH2 имеет удлиненную серповидную форму, содержащую три спиральных подобласти. ^[16]^[17]

Формины также напрямую связываются с микротрубочками через их домен FH2. Это взаимодействие важно для содействия захвату и стабилизации субнабора микротрубочек, ориентированных к переднему краю мигрирующих клеток. Формины также способствуют захвату микротрубочек кинетохорами во время митоза и выравниванию микротрубочек вдоль актиновых филаментов. ^[18]^[19]

Ссылки [ править ]

^ a b Халкия Д., Николаидис Н., Макаловски В., Кляйн Дж., Ней М. (декабрь 2008 г.). «Происхождение и эволюция мультигенного семейства форминов, которое участвует в формировании актиновых филаментов» . Молекулярная биология и эволюция . 25 (12): 2717–33. DOI : 10.1093 / molbev / msn215 . PMC 2721555 . PMID 18840602 .
^ Евангелиста M, S Zigmond, Boone C (июль 2003). «Формины: сигнальные эффекторы для сборки и поляризации актиновых филаментов» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 13): 2603–11. DOI : 10,1242 / jcs.00611 . PMID 12775772 .
^ Gunning PW, Ghoshdastider U Уитакер S, D Попп, Robinson RC (июнь 2015). «Эволюция композиционно и функционально различных актиновых филаментов» . Журнал клеточной науки . 128 (11): 2009–19. DOI : 10,1242 / jcs.165563 . PMID 25788699 .
^ a b Гуд BL, Эк MJ (2007). «Механизм и функция форминов в контроле сборки актина». Ежегодный обзор биохимии . 76 : 593–627. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.75.103004.142647 . PMID 17373907 .
^ Faix J, Grosse R (июнь 2006 г.). «Поддержание формы с форминами». Клетка развития . 10 (6): 693–706. DOI : 10.1016 / j.devcel.2006.05.001 . PMID 16740473 .
^ Хиггса HN, Петерсон KJ (январь 2005). «Филогенетический анализ домена гомологии формина 2» . Молекулярная биология клетки . 16 (1): 1–13. DOI : 10,1091 / mbc.E04-07-0565 . PMC 539145 . PMID 15509653 .
^ Baarlink C, D Брандт, Grosse R (июль 2010). «Снэпшот: Форминс». Cell . 142 (1): 172–172.e1. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.06.030 . PMID 20603022 . S2CID 2914004 .
^ Китаяма C, Uyeda TQ (февраль 2003). «ForC, новый тип белка семейства форминов, лишенный домена FH1, участвует в многоклеточном развитии Dictyostelium discoideum» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 4): 711–23. DOI : 10,1242 / jcs.00265 . PMID 12538772 .
^ Wallar BJ, Алберт AS (август 2003). «Формины: активные каркасы, которые реконструируют цитоскелет». Тенденции в клеточной биологии . 13 (8): 435–46. DOI : 10.1016 / S0962-8924 (03) 00153-3 . PMID 12888296 .
^ Uetz P, S Fumagalli, Джеймс D, Zeller R (декабрь 1996). «Молекулярное взаимодействие между белками деформации конечностей (форминами) и киназами семейства Src» . Журнал биологической химии . 271 (52): 33525–30. DOI : 10.1074 / jbc.271.52.33525 . PMID 8969217 .
^ Takeya R, Сумитомо H (ноябрь 2003). «Fhos, формин млекопитающих, напрямую связывается с F-актином через N-концевую область по отношению к домену FH1 и образует гомотипический комплекс через домен FH2, способствуя образованию актиновых волокон» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 22): 4567–75. DOI : 10,1242 / jcs.00769 . PMID 14576350 .
^ Шимада А., Нитрай М., Веттер И. Р., Кюльманн Д., Бугьи Б., Нарумия С., Гивз М. А., Виттингхофер А. (февраль 2004 г.). «Основной домен FH2 диафано-родственных форминов представляет собой удлиненный актин-связывающий белок, который ингибирует полимеризацию». Молекулярная клетка . 13 (4): 511–22. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (04) 00059-0 . PMID 14992721 .
Перейти ↑ Kato T, Watanabe N, Morishima Y, Fujita A, Ishizaki T, Narumiya S (февраль 2001 г.). «Локализация гомолога прозрачного mDia1 млекопитающего в митотическом веретене в клетках HeLa». Журнал клеточной науки . 114 (Pt 4): 775–84. PMID 11171383 .
Перейти ↑ Petersen J, Nielsen O, Egel R, Hagan IM (июнь 1998 г.). «FH3, домен, обнаруженный в форминах, нацелен на формин Fus1 делящихся дрожжей на кончик выступа во время конъюгации» . Журнал клеточной биологии . 141 (5): 1217–28. DOI : 10.1083 / jcb.141.5.1217 . PMC 2137179 . PMID 9606213 .
^ a b Пэн Дж., Валлар Б.Дж., Фландрия А., Святек П.Дж., Альбертс А.С. (апрель 2003 г.). «Нарушение связанного с Diaphanous гена формина Drf1, кодирующего mDia1, показывает роль Drf3 как эффектора для Cdc42». Текущая биология . 13 (7): 534–45. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (03) 00170-2 . PMID 12676083 . S2CID 13902104 .
↑ Xu Y, Moseley JB, Sagot I, Poy F, Pellman D, Goode BL, Eck MJ (март 2004 г.). «Кристаллические структуры домена Formin Homology-2 обнаруживают связанную димерную архитектуру». Cell . 116 (5): 711–23. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (04) 00210-7 . PMID 15006353 . S2CID 15855545 .
^ Thompson ME, Heimsath EG, Говен TJ, Хиггс HN, Кулл FJ (январь 2013). «Структура FMNL3 FH2-актина дает представление об опосредованном формином зародышеобразовании и элонгации актина» . Структурная и молекулярная биология природы . 20 (1): 111–8. DOI : 10.1038 / nsmb.2462 . PMC 3876896 . PMID 23222643 .
Перейти ↑ Palazzo AF, Cook TA, Alberts AS, Gundersen GG (август 2001). «mDia опосредует регулируемое Rho образование и ориентацию стабильных микротрубочек». Природа клеточной биологии . 3 (8): 723–9. DOI : 10.1038 / 35087035 . PMID 11483957 . S2CID 7374170 .
Перейти ↑ Bartolini F, Gundersen GG (февраль 2010 г.). «Формины и микротрубочки» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток . 1803 (2): 164–73. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2009.07.006 . PMC 2856479 . PMID 19631698 .

Внешние ссылки [ править ]

MBInfo - нуклеация актина, опосредованная формином

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR010472

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR015425

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR010465

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR010473

[Chalkia-1] Халкия Д., Николаидис Н., Макаловски В., Кляйн Дж., Ней М. (декабрь 2008 г.). «Происхождение и эволюция мультигенного семейства форминов, которое участвует в формировании актиновых филаментов» . Молекулярная биология и эволюция . 25 (12): 2717–33. DOI : 10.1093 / molbev / msn215 . PMC 2721555 . PMID 18840602 .

[2] Евангелиста M, S Zigmond, Boone C (июль 2003). «Формины: сигнальные эффекторы для сборки и поляризации актиновых филаментов» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 13): 2603–11. DOI : 10,1242 / jcs.00611 . PMID 12775772 .

[pmid25788699-3] Gunning PW, Ghoshdastider U Уитакер S, D Попп, Robinson RC (июнь 2015). «Эволюция композиционно и функционально различных актиновых филаментов» . Журнал клеточной науки . 128 (11): 2009–19. DOI : 10,1242 / jcs.165563 . PMID 25788699 .

[pmid17373907-4] Гуд BL, Эк MJ (2007). «Механизм и функция форминов в контроле сборки актина». Ежегодный обзор биохимии . 76 : 593–627. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.75.103004.142647 . PMID 17373907 .

[pmid16740473-5] Faix J, Grosse R (июнь 2006 г.). «Поддержание формы с форминами». Клетка развития . 10 (6): 693–706. DOI : 10.1016 / j.devcel.2006.05.001 . PMID 16740473 .

[6] Хиггса HN, Петерсон KJ (январь 2005). «Филогенетический анализ домена гомологии формина 2» . Молекулярная биология клетки . 16 (1): 1–13. DOI : 10,1091 / mbc.E04-07-0565 . PMC 539145 . PMID 15509653 .

[Baarlink-7] Baarlink C, D Брандт, Grosse R (июль 2010). «Снэпшот: Форминс». Cell . 142 (1): 172–172.e1. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.06.030 . PMID 20603022 . S2CID 2914004 .

[pmid12538772-8] Китаяма C, Uyeda TQ (февраль 2003). «ForC, новый тип белка семейства форминов, лишенный домена FH1, участвует в многоклеточном развитии Dictyostelium discoideum» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 4): 711–23. DOI : 10,1242 / jcs.00265 . PMID 12538772 .

[9] Wallar BJ, Алберт AS (август 2003). «Формины: активные каркасы, которые реконструируют цитоскелет». Тенденции в клеточной биологии . 13 (8): 435–46. DOI : 10.1016 / S0962-8924 (03) 00153-3 . PMID 12888296 .

[Uetz-10] Uetz P, S Fumagalli, Джеймс D, Zeller R (декабрь 1996). «Молекулярное взаимодействие между белками деформации конечностей (форминами) и киназами семейства Src» . Журнал биологической химии . 271 (52): 33525–30. DOI : 10.1074 / jbc.271.52.33525 . PMID 8969217 .

[pmid14576350-11] Takeya R, Сумитомо H (ноябрь 2003). «Fhos, формин млекопитающих, напрямую связывается с F-актином через N-концевую область по отношению к домену FH1 и образует гомотипический комплекс через домен FH2, способствуя образованию актиновых волокон» . Журнал клеточной науки . 116 (Pt 22): 4567–75. DOI : 10,1242 / jcs.00769 . PMID 14576350 .

[pmid14992721-12] Шимада А., Нитрай М., Веттер И. Р., Кюльманн Д., Бугьи Б., Нарумия С., Гивз М. А., Виттингхофер А. (февраль 2004 г.). «Основной домен FH2 диафано-родственных форминов представляет собой удлиненный актин-связывающий белок, который ингибирует полимеризацию». Молекулярная клетка . 13 (4): 511–22. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (04) 00059-0 . PMID 14992721 .

[pmid11171383-13] Перейти ↑ Kato T, Watanabe N, Morishima Y, Fujita A, Ishizaki T, Narumiya S (февраль 2001 г.). «Локализация гомолога прозрачного mDia1 млекопитающего в митотическом веретене в клетках HeLa». Журнал клеточной науки . 114 (Pt 4): 775–84. PMID 11171383 .

[pmid9606213-14] Перейти ↑ Petersen J, Nielsen O, Egel R, Hagan IM (июнь 1998 г.). «FH3, домен, обнаруженный в форминах, нацелен на формин Fus1 делящихся дрожжей на кончик выступа во время конъюгации» . Журнал клеточной биологии . 141 (5): 1217–28. DOI : 10.1083 / jcb.141.5.1217 . PMC 2137179 . PMID 9606213 .

[pmid12676083-15] Пэн Дж., Валлар Б.Дж., Фландрия А., Святек П.Дж., Альбертс А.С. (апрель 2003 г.). «Нарушение связанного с Diaphanous гена формина Drf1, кодирующего mDia1, показывает роль Drf3 как эффектора для Cdc42». Текущая биология . 13 (7): 534–45. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (03) 00170-2 . PMID 12676083 . S2CID 13902104 .

[pmid15006353-16] Xu Y, Moseley JB, Sagot I, Poy F, Pellman D, Goode BL, Eck MJ (март 2004 г.). «Кристаллические структуры домена Formin Homology-2 обнаруживают связанную димерную архитектуру». Cell . 116 (5): 711–23. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (04) 00210-7 . PMID 15006353 . S2CID 15855545 .

[17] Thompson ME, Heimsath EG, Говен TJ, Хиггс HN, Кулл FJ (январь 2013). «Структура FMNL3 FH2-актина дает представление об опосредованном формином зародышеобразовании и элонгации актина» . Структурная и молекулярная биология природы . 20 (1): 111–8. DOI : 10.1038 / nsmb.2462 . PMC 3876896 . PMID 23222643 .

[PMID11483957-18] Перейти ↑ Palazzo AF, Cook TA, Alberts AS, Gundersen GG (август 2001). «mDia опосредует регулируемое Rho образование и ориентацию стабильных микротрубочек». Природа клеточной биологии . 3 (8): 723–9. DOI : 10.1038 / 35087035 . PMID 11483957 . S2CID 7374170 .

[PMID19631698-19] Перейти ↑ Bartolini F, Gundersen GG (февраль 2010 г.). «Формины и микротрубочки» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток . 1803 (2): 164–73. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2009.07.006 . PMC 2856479 . PMID 19631698 .

[1]