3.-Proteïnes ABPs

Facultat de Biologia

Donat el carcter i la finalitat exclusivament docent i eminentment illustrativa de les explicacions a classe d'aquesta presentaci, lautor sacull a larticle 32 de la Llei de propietat intellectual vigent respecte de l's parcial d'obres alienes com ara imatges, grfics o altre material contingudes en les diferents diapositives

Grau de polimeritzaci de lactina Com sabem quanta actina ha

polimeritzat?

Viscosimetria

Sedimentaci (centrifugaci)

Espectroscopia

Microscopia de fluorescncia

Simultaneous visualization of F- and G-actin in a bovine pulmonary artery endothelial

cell (BPAEC) using F-actinspecific Oregon Green 488 phalloidin (O7466) and G-actin

specific Texas Red deoxyribonuclease I (D972). The G-actin appears as diffuse red

fluorescence that is more intense in the nuclear region where the cell thickness is

greater and stress fibers are less dense. The image was obtained by taking multiple

exposures through bandpass optical filter sets appropriate for fluorescein and the

Texas Red dye.

Monmers Actina-Filaments Actina

Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

CClllula en cultiu, lula en cultiu, marcada amb falmarcada amb fallolodina dina (contrast: (contrast: bisbis--benzimidabenzimida))

Frmacs que afecten la polimeritzaci de lactina

Cytochalasins (from fungi) bind to the (+) end of F-actin and block subunit addition. Depolymerization at the (-) end may cause loss of the filament.Phalloidin (from Amanita mushroom) binds along the sides of actin filaments, stabilizing them.

Phalloidin labeled with a fluorescentchromophore is often used to visualize actinfilaments by fluorescence microscopy.

esponges

fongsAmanita phalloides

jasplakinolide: estabilitza dmers

La hidrlisi dATP s ms lenta que lengalza-me'n dels filaments actina, per tant, els filaments ms nous es mantenen i es despolimeritzen els mes antics. Sassegura un recanvi rpid dels filaments dactina

In vivo, la dinmica de lactina esta controlada per les protenes

associades a lactina (ABPs): controlen la polimeritzaci, lestructura dels

filaments dactina, lestabilitat.

Protenes duni a lactina (ABPs)

Profilina-timosinaLa Profilina activa lintercanvi dADP per ATP, generant monmers dactina-ATP que sensamblen de nou . La Timosina regula la concentraci dactina G en el citosol. Competeix amb la Profilina


La timosina regula la presencia constant de monomers lliures. Permet una reserva de monmers dactina que poden servir per la polimeritzaci de F-actina

La profilina mobilitza els monmers dactina cap a la zona on hi ha dhaver polimeritzaci. Suneix a lextrem + del monmer i aix facilita que lextrem es pugui unir a lextrem + del filament dactina

Actin

Profilin

La timosina tanca la fenedura i evita la polimeritzaci i lintercanvi de nucletids

Profilina-timosina


Profilina: canvi de conformaci, obre la fenedura es perd ADP i es pot associar ATP, que es ms abundant. Afavoreix uni a lextrem + del filament

pointed end

barbed end+

-

+

Cofilina: desestabilitza els filaments dactina: suneix al llarg de tot el filament fent que senrotlli ms estretament i provocant un estrs mecnic que debilita els contactes entre les subunitats dactina, afavorint el seu trencament.

Cofilina: desestabilitza els filaments dactina


Cofilina es una protena de la famliaADF (actin depolymerizing factor)

La cofilina t ms afinitat per G-actin-ADPque per G-actin-ATP i la seva uniafavoreix el des-assemblatge.

Les LIM cinases fosforilen la cofilina i la fosfatasa pAC la desfosforila. Control per acci de les Rho GTPases i aquestes hoestan per PIP2

Cofilina: desestabilitza els filaments dactina


La fosforilaci de la cofilina

provoca que aquesta es dissoci de la G-actina, i

llavors pot haver-hi lintercanvi dADP a ATP i els

monmers dactina (ATP) enganxar-se a lextrem + de

la F-actina. La polimeritzaci de lactina

pot ser induda per una cascada de senyalitzaci que porta a la fosforilaci de la

cofilina.

La renovaci dels filaments

dactina saccelera per acci de

la profilina i de la cofilina


Es pot arribar a lestat de treadmilling, es la base de molts processos cellulars.El filament es mant constant per es renova

Protenes caputxa (cap) suneixen a lextrem dels F-actina: poden estabilizar o

promoure el des-assemblatge. Regulen llargada dels Filaments

Les TROPOMODULINES suneixen a lextrem (-) i eviten la dissociaci de monmers dactina (en troben cells muscularsina)CapZ suneix a lextrem (+) i inhibeix la taxa de polimeritzaci i des-polimerizaci

.

Protenes duni a lactina (abps)

Si, en presncia de tropomodulina la concentraci de monmers dactina supera Cc per +hi haur lelongacidel filament dactina

Si, en presncia de CapZla concentraci de monmers dactina s inferior a Cc per -,hi haur lescurament del filament dactina

Si lactina s protegida per Tropomodulina i CapZ alhora, el filament dactina tindr una longitud estable

Fi

g

.

1

8

-

1

6

,

L

o

d

i

s

h

e

t

a

l

,

4

t

h

e

d

i

t

Es creen nous extrems

Estructura ms fluida

Trenca MFs

Associaci a extrem +i no creixement

Gelsolina: s'insereix entre monmers i trenca els filaments dactina; bloquejant lextrem +

Amb el trencament dels filaments dactina sindueix ms fludesa. Canvis en lestructura del crtex necessaris per fenmens de migraci, fagocitosi, divisi.


Assemblatge (nucleaci) dels filaments dactinaFormina: permet creixement dels F-actina sota de la membrana plasmtica

La Rho GTP pot activarla formina inactiva

Enucleen filaments dactina llargs, i lineals com els de les fibres d'estrs i de lanell contrctil. La presncia continua de formina evita que protenes caputxa suneixin a lextrem + i que sinhibeixi el creixement del filament

FH1: capta els monmers units a profilina


Un domini queda unit al monmer ja enganxat i laltra al monmer que entra

Branques dactina a lextrem cellular que avana

Nucleaci de lactina pel complex Arp2/3. Es formen branques. El complex ARP es troba en zones de creixement rpid dels F-actina, com lamelipodis

El complex ARP2/3 t7 protenes. Arp2 i Arp3 que sn similars a lactina. El complex es activat per altres protenes (WASp)

ARP2/3 tamb encaputxa


Nucleaci dels filaments dactina per acci del Complex ARP2/3

Cdc42 i IP2 activats,activen WASP i aquestes Arp2/3

El complex Arp2/3 esta format per protenes relacionades a lactina: Arp2 i Arp3, minimitzant un dmer dactina que quan sactiva per membres de la superfamlia de protenes WASP (domini cid)suneix a G-actina per un o dos dominis WH2 que sassocien a la profilina.

Rho binding domain

ActivaArp i uniactina

Protenes duni a lactina (abps)Assemblatge (nucleaci) dels filaments dactinaComplex ARP2/3

WH2: WASP-homology-2 senganxa als monmers dactinapptid cid senganxa a ARP2/3

WASP superfamily originally named afterthe Wiskott-Aldrich Syndrome protein.

Protenes que suneixen a monmers dactina

Protenes que polimeritzen filaments dactina

Efficient exchange of

ADP for ATP is

ensured by the small

G-actin binding

protein profilin.

Proteins, such as thymosin b4,

bind to actin monomers and

thereby control the pool of non-

filamentous actin in cells.


Protenes que suneixen als filaments dactina

calen diferents concentracions segons suneixin lateralment oa un extrem


protenes petites i rgidesestructures paralleles agrupades

entrecreuamentsde F-actina per protenes llargues i flexibles, formen gels laxes: Estructures 3D (crtex cellular) i 2D (lamellipodis)

Protenes cros-linking de lactina organitzen els filaments dactina donant diferents estructures: feixos i xarxes

Estructuraci dels filaments dactina

dependents de calcisinhibeix activitat anivells alts


1.- Fibres contrctils

2.- Bandes paralleles

transitries

estables

Feixos

Xarxes

Filamin cross-links actin in loose networks.

Filamins organize actin filaments into loose networks that give some areas of

the cytosol a gel-like consistency.

Filamins may also have scaffolding roles relating to their ability to bind

constituents of signal pathways such as plasma membrane receptors,

calmodulin, caveolin, protein kinase C, transcription factors, etc.

Filamins dimerize, through antiparallelassociation of their C-terminal domains, to form V-shaped cross-linking proteins that have a flexible shape due to hinge regions.

1.- Fibres contrctilsfilaments actina en banda, estan suficientment separats com per permetre que la miosina IIpugui interaccionar entre els filaments i fer lliscar un filament respecte laltre, en direccions oposades, produint-se FENMENS DE CONTRACCI: moviment: Generen tensi


1.- Fibres contrctils


transitries

estables

Feixos

Xarxes


XarxesFeixos1.- Fibres contrctils2.- Bandes paralleles

transitriesestables

Associacions contrctils dactina-miosinaen cllules no musculars

Anell contrctil: es forma durant la citocinesi de les cllules animals

Cinturons dadhesi:

(o bandes dadhesi): Es troben en cllules epitelials i permeten plegaments. Importants durant el desenvolupament

Fibres destrs: generen tensions dins la cllula i afavoreixen que avanci sobre un substrat


cells multinucleades, 50mm dimetremolts cm llarg

Fibra muscular o cllula muscular esqueltica

Relaci actina-misona fibra

muscular: contracci

Associacions contrctils dactina-

miosina en cllules musculars


1.- Feixos contrctils


transitries

mes estables

protenes petites i rgides estructures paralleles agrupades

Estructura del filaments dactina

Microvilli

Macrfag: feixos dactina molt organitzats que sestenen des de la superfcie cellular (fillopodis) Es fusionen amb una xarxa de filaments dactina menys organitzats (lamelipodis).

1.- Feixos contrctils2.- Bandes paralleles

transitriesestables


Lamelipodis i filopodis

Els fillopodis estan adherits al substrat son transitoris

Fillopodis i Microvilli: protuberncies de les cllulesformades per filaments dactina

Microvilli: no adherit al substrati son estables, malgrat es renoven


La dinmica dels filaments dactina precisa duna regulacifina i a molts diferents nivells

Control de la polimeritzacio, nucleaci i capping Organitzaci dels filaments dactina: feixos i xarxes

Associaci dels filaments dactina a la membrana plasmtica

Protenes motores


Protenes adaptadores que uneixen els filaments dactina a la membrana, a lextrem o lateralment. Daquesta uni en depn l'afectivitat destructures com el crtex cellular o el microvilli

Crtex cellularFibres destrs, contactes focalsUnions dadhesiMigraci cellularMicrovilli

Protenes adaptadores que uneixen els filaments dactina a la membrana, a lextrem o lateralment. Daquesta uni en depn l'afectivitat destructures com el crtex cellular o el microvilli

Interacci membrana plasmtica i filaments dactina

Crtex cellularContactes focalsUnions dadhesiMigraci cellularMicrovilli

Les protenes ERM (Ezrina, Radixina i Moesina) uneixen actina amb membrana plasmtica

el domini C-terminalsuneix a lactina.N-terminal a glucoprotenestransmembrana

Intervenen en diferents funcions:la morfognesi cellularendocitosi/exocitosiadhesi i migraci

i responen a multitud de senyals

Les protenes ERM tenen capacitat per organitzar complexes multiproteics ja que interaccionen amb diferents protenes com protenes de membrana, actina i molcules de senyalitzaci.


Models de crtex cellular en diferents tipus citolgicsCrtex cellular


El crtex celEl crtex cellular de llular de leritrcit, la eritrcit, la proteprotena 4.1 na 4.1 (de la fam(de la famlia ERM) tlia ERM) tpunts dpunts duniuni a a actinaactina, a , a llespectrinaespectrina i i a la a la glicoforinaglicoforina..EspectrinaEspectrina tambtamb ssuneix a la banda uneix a la banda 3 a traves d3 a traves danquirina ianquirina i

Lespectrina forma tetrmers amb amb punts duni a lactina a cada extrem. Dna resistncia i flexibilitat al crtex dels eritrcits. Estabilitza el gel bidimensional dactina

Crtex cellular

actina estabilitzada amb tropomiosinai tropomodulina a lextrem -

transportador bicarbonat


Microvilli

LEzrin pot unir-se a la protena integral de membrana pel domini N (directament o a traves de la protena EBP50) i a lactina pel domini C.


Focal contacts are formed at ECM (extarcellular matrix)integrin junctionsthat bring together cytoskeletal and signalling proteins during the processes of cell adhesion, spreading and migration

Variacions en la composiciproteica segons senyals i respostes cellulars

Contactes focals

Talina te un domini FERM i el PIP2 promou uni talina-integrines


Unions dadhesi: adherent junctions

BandesBandes o CinyellsCinyells dadhesi - Cadherines


Unions hermtiques

Unions fortes Claudines i OccludinesTenen dominis FERM

Diversitat dassociacions dels filaments dactinaa la membrana plasmtica

Durant la migraci, la polimeritzaci coordinada dels filaments dactina sota la membrana plasmtica indueix la formaci de protuberncies a la membrana i en conseqncia lavan de la cllula. En absncia de retracci a la part oposada, aquestes protuberncies condueixen

lelongaci de les cllules en processos morfogentics com el creixement neuronal..

Migraci cellular

3.-Proteïnes ABPs

Documents

Transcript of 3.-Proteïnes ABPs