Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В клеточной биологии , ассоциированные с микротрубочками белки ( MAPS ) представляют собой белки , которые взаимодействуют с микротрубочками клеточного цитоскелета .

Функция [ править ]

MAP связываются с субъединицами тубулина, которые составляют микротрубочки, чтобы регулировать их стабильность. Большое разнообразие MAP было идентифицировано во многих различных типах клеток , и было обнаружено, что они выполняют широкий спектр функций. К ним относятся как стабилизация, так и дестабилизация микротрубочек, направление микротрубочек к определенным клеточным местоположениям, перекрестное связывание микротрубочек и опосредование взаимодействий микротрубочек с другими белками в клетке. [1]

Внутри клетки MAP связываются непосредственно с димерами тубулина микротрубочек. Это связывание может происходить как с полимеризованным, так и с деполимеризованным тубулином и в большинстве случаев приводит к стабилизации структуры микротрубочек, дополнительно способствуя полимеризации. Обычно с тубулином взаимодействует С-концевой домен MAP, тогда как N-концевой домен может связываться с клеточными везикулами, промежуточными филаментами или другими микротрубочками. Связывание MAP с микротрубочками регулируется посредством фосфорилирования MAP. Это достигается за счет функции белка киназы, регулирующей сродство к микротрубочкам (MARK) . Фосфорилирование MAP посредством MARK вызывает отсоединение MAP от любых связанных микротрубочек. [2]Это отслоение обычно связано с дестабилизацией микротрубочки, вызывающей ее распад. Таким образом, стабилизация микротрубочек с помощью MAP регулируется внутри клетки посредством фосфорилирования.

Типы [ править ]

Многочисленные идентифицированные MAP в основном были разделены на две категории: тип I, включающий белки MAP1, и тип II, включающий белки MAP2 , MAP4 и тау .

Тип I: MAP1 [ править ]

MAP1a ( MAP1A ) и MAP1b ( MAP1B ) - два основных члена семейства MAP1. Они связываются с микротрубочками через зарядовые взаимодействия, механизм, отличный от многих других MAP. [3] В то время как C-концы этих MAP связывают микротрубочки, N-концы связывают другие части цитоскелета или плазматической мембраны, чтобы контролировать расстояние между микротрубочками внутри клетки. Члены семьи map1 находятся в аксонов и дендриты из нервных клеток . [4]

Тип II: MAP2, MAP4 и тау [ править ]

MAP типа II обнаруживаются исключительно в нервных клетках млекопитающих. Это наиболее хорошо изученные MAP - MAP2 и tau ( MAPT ) - которые участвуют в определении структуры различных частей нервных клеток, причем MAP2 обнаруживается в основном в дендритах и ​​тау в аксоне. Эти белки имеют консервативный C-концевой домен, связывающий микротрубочки, и вариабельные N-концевые домены, выступающие наружу, вероятно, взаимодействующие с другими белками. MAP2 и таустабилизируют микротрубочки и, таким образом, сдвигают кинетику реакции в пользу добавления новых субъединиц, ускоряя рост микротрубочек. Как MAP2, так и tau, как было показано, стабилизируют микротрубочки за счет связывания с внешней поверхностью протофиламентов микротрубочек. [5] [6] Одно исследование показало, что MAP2 и тау связываются на внутренней поверхности микротрубочек на том же участке в мономерах тубулина, что и лекарственный препарат Таксол , который используется при лечении рака, [7] но это исследование не было подтверждено. . MAP2 связывается кооперативным образом, при этом многие белки MAP2 связываются с одной микротрубочкой, способствуя стабилизации. Тау выполняет дополнительную функцию облегчения связывания микротрубочек внутри нервной клетки. [8]

Функция тау была связана с неврологическим заболеванием Альцгеймера . В нервной ткани пациентов с болезнью Альцгеймера тау образует аномальные агрегаты. Этот агрегированный тау часто сильно модифицируется, чаще всего за счет гиперфосфорилирования. Как описано выше, фосфорилирование MAP вызывает их отделение от микротрубочек. Таким образом, гиперфосфорилирование тау приводит к массивному отслоению, что, в свою очередь, значительно снижает стабильность микротрубочек в нервных клетках. [9] Это увеличение нестабильности микротрубочек может быть одной из основных причин симптомов болезни Альцгеймера.

В отличие от MAP, описанных выше, MAP4 ( MAP4 ) не ограничивается только нервными клетками, а может быть обнаружен почти во всех типах клеток. Подобно MAP2 и tau, MAP4 отвечает за стабилизацию микротрубочек. [10] MAP4 также был связан с процессом деления клеток. [11]

Другие карты доступа и проблемы с именами [ править ]

Помимо классических групп MAP, были идентифицированы новые MAP, которые связывают длину микротрубочек. К ним относятся STOP (также известный как MAP6) и энсконсин (также известный как MAP7).

Кроме того, были идентифицированы белки слежения за положительным концом, которые связываются с самым кончиком растущих микротрубочек. К ним относятся EB1 , EB2 , EB3 , p150Glued , Dynamitin , Lis1 , CLIP170 , CLIP115 , CLASP1 и CLASP2 .

Другая MAP, функция которой была исследована во время деления клеток, известна как XMAP215 («X» означает Xenopus ). XMAP215 обычно связан со стабилизацией микротрубочек. Во время митоза динамической неустойчивости микротрубочек наблюдается рост примерно в десять раз. Частично это происходит из-за фосфорилирования XMAP215, которое делает катастрофы (быстрая деполимеризация микротрубочек) более вероятными. [12] Таким образом, фосфорилирование MAP играет роль в митозе.

Есть много других белков, которые влияют на поведение микротрубочек, такие как катастрофофин , дестабилизирующий микротрубочки, катанин , который их разделяет , и ряд моторных белков, которые транспортируют везикулы по ним. Определенные моторные белки были первоначально обозначены как MAP, прежде чем было обнаружено, что они используют гидролиз АТФ для транспортировки грузов. В общем, все эти белки не считаются «MAP», потому что они не связываются напрямую с мономерами тубулина, что является определяющей характеристикой MAP. [13] MAP связываются непосредственно с микротрубочками, чтобы стабилизировать или дестабилизировать их и связать их с различными клеточными компонентами, включая другие микротрубочки.

См. Также [ править ]

  • Болезнь Альцгеймера
  • Цитоскелет
  • Микротрубочка

Ссылки [ править ]

  • ↑ Al-Bassam J, Ozer RS, Safer D, Halpain S, Milligan RA (июнь 2002 г.). «MAP2 и тау связываются продольно вдоль внешних гребней протофиламентов микротрубочек» . J. Cell Biol . 157 (7): 1187–96. DOI : 10,1083 / jcb.200201048 . PMC  2173547 . PMID  12082079 .
  • ^ Чайлдс, GV (2001)https://web.archive.org/web/20060424075523/http://www.cytochemistry.net/Cell-biology/microtubule_intro.htm, дата обращения 13.02.06.
  • ^ Купер, Джеффри М., Хаусман, Роберт Э. (2004) Клетка: молекулярный подход. ASM Press, Вашингтон, округ Колумбия
  • ^ Drewes G, Ebneth A, Mandelkow EM (август 1998). «КАРТЫ, МАРКИ и динамика микротрубочек». Trends Biochem. Sci . 23 (8): 307–11. DOI : 10.1016 / S0968-0004 (98) 01245-6 . PMID 9757832 . 
  • ^ Кар S, Вентилятор J, Smith MJ, Goedert М, Amos LA (январь 2003). «Повторяющиеся мотивы тау связываются с внутренней частью микротрубочек в отсутствие таксола» . EMBO J . 22 (1): 70–7. DOI : 10,1093 / emboj / cdg001 . PMC 140040 . PMID 12505985 .  
  • Перейти ↑ Kinoshita K, Habermann B, Hyman AA (июнь 2002 г.). «XMAP215: ключевой компонент динамического цитоскелета микротрубочек». Trends Cell Biol . 12 (6): 267–73. DOI : 10.1016 / S0962-8924 (02) 02295-X . PMID 12074886 . 
  • ^ Mandelkow E, Mandelkow EM (февраль 1995). «Микротрубочки и ассоциированные с микротрубочками белки». Curr. Opin. Cell Biol . 7 (1): 72–81. DOI : 10.1016 / 0955-0674 (95) 80047-6 . PMID 7755992 . 
  • ^ Permana S, S Hisanaga, Нагатомо Y, Иида Дж, Hotani Н, т Ито (февраль 2005 г.). «Усечение проекционного домена MAP4 (ассоциированного с микротрубочками белка 4) приводит к ослаблению динамической нестабильности микротрубочек» . Сотовая структура. Функц . 29 (5–6): 147–57. DOI : 10,1247 / csf.29.147 . PMID 15840946 . 
  • ^ Santarella RA, Skiniotis G, Goldie KN и др. (Июнь 2004 г.). «Украшение поверхности микротрубочек человеческим тау». J. Mol. Биол . 339 (3): 539–53. DOI : 10.1016 / j.jmb.2004.04.008 . PMID 15147841 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Связанные с микротрубочками + белки в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)