stringtranslate.com

Динамин

Динамин представляет собой ГТФазу, ответственную за эндоцитоз в эукариотической клетке. Динамин является частью « суперсемейства динаминов », которое включает классические динамины, динаминоподобные белки, белки Mx , OPA1 , митофузины и GBP . Члены семейства динаминов в основном участвуют в отщеплении новообразованных везикул от мембраны одного клеточного компартмента, их нацеливании и слиянии с другим компартментом как на поверхности клетки (особенно интернализация кавеол ), так и в аппарате Гольджи. аппарат . [1] [2] [3] Члены семейства динаминов также играют роль во многих процессах, включая деление органелл , [4] цитокинез и устойчивость микробных патогенов .

Состав

Динамин собран в спиральные полимеры, что видно с помощью электронной микроскопии с отрицательным окрашиванием. [5]

Сам динамин представляет собой фермент массой 96 кДа и впервые был выделен, когда исследователи пытались изолировать новые моторы на основе микротрубочек из бычьего мозга. Динамин широко изучался в контексте отпочкования покрытых клатрином пузырьков из клеточной мембраны . [3] [6] Начиная с N-конца , Dynamin состоит из домена GTPase, соединенного со спиральным доменом стебля через гибкую область шейки, содержащую сигнальный элемент пучка и эффекторный домен GTPase. На противоположном конце домена стебля находится петля, которая соединяется с мембраносвязывающим доменом гомологичности плекстрина . Затем белковая цепь возвращается к домену GTPase и заканчивается доменом, богатым пролином , который связывается с доменами гомологии Src многих белков.

Функция

Во время клатрин-опосредованного эндоцитоза клеточная мембрана инвагинируется с образованием отпочковавшегося пузырька. Динамин связывается с шейкой эндоцитарного пузырька и собирается вокруг него, образуя спиральный полимер, устроенный так, что домены ГТФазы димеризуются асимметричным образом по спиральным ступеням. [7] [8] Полимер сжимает нижележащую мембрану при связывании GTP и гидролизе за счет конформационных изменений, исходящих из области гибкой шейки, что изменяет общую спиральную симметрию. [8] Сужение вокруг шейки пузырька приводит к образованию состояния полуделения мембраны, что в конечном итоге приводит к разрыву мембраны. [2] [6] [9] Сужение может быть частично результатом скручивающей активности динамина, что делает динамин единственным известным молекулярным мотором , обладающим скручивающей активностью. [10]

Типы

У млекопитающих были идентифицированы три различных гена динамина с ключевыми различиями в последовательностях их доменов, гомологичных плекстрину, что приводит к различиям в распознавании липидных мембран:

Фармакология

Были разработаны низкомолекулярные ингибиторы активности динамина, в том числе Dynasore [11] [12] и фотопереключаемые производные (Dynazo) [13] для пространственно-временного контроля эндоцитоза светом ( фотофармакология ).

Последствия заболевания

Было обнаружено, что мутации в динамине II вызывают доминантную промежуточную болезнь Шарко-Мари-Тута . [14] Предполагается, что эпилептическая энцефалопатия, вызывающая мутации de novo в динамине, вызывает дисфункцию разделения везикул во время эндоцитоза синаптических везикул. [15]

Рекомендации

  1. ^ аб Хенли, Джон Р.; Цао, Хун; МакНивен, Марк А. (16 декабря 1999 г.). «Участие динамина в биогенезе цитоплазматических везикул». Журнал ФАСЭБ . 13 (9002): С243-7. дои : 10.1096/fasebj.13.9002.S243 . PMID  10619136. S2CID  24401725.
  2. ^ Аб Хиншоу, Дж. «Заявление об исследовании, Дженни Э. Хиншоу, доктор философии». Архивировано 15 июля 2021 г. в Национальном институте диабета, заболеваний органов пищеварения и почек Wayback Machine , Лаборатория клеточной биохимии и биологии. По состоянию на 19 марта 2013 г.
  3. ^ аб Уррутиа Р., Хенли-младший, Кук Т., МакНивен М.А. (январь 1997 г.). «Динамины: избыточные или отдельные функции для расширяющегося семейства родственных GTPases?». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (2): 377–384. Бибкод : 1997PNAS...94..377U. дои : 10.1073/pnas.94.2.377 . ПМК 34135 . ПМИД  9012790. 
  4. ^ Томс С., Эрдманн Р. (октябрь 2005 г.). «Связанные с динамином белки и белки Pex11 в делении и пролиферации пероксисом». Журнал ФЭБС . 272 (20): 5169–5181. дои : 10.1111/j.1742-4658.2005.04939.x. ПМИД  16218949.
  5. ^ Хиншоу Дж. Э., Шмид С. Л. (март 1995 г.). «Динамин самособирается в кольца, что предполагает механизм отпочкования покрытых везикул». Природа . 374 (6518): 190–192. Бибкод : 1995Natur.374..190H. дои : 10.1038/374190a0. PMID  7877694. S2CID  4365628.
  6. ^ abc Praefcke GJ, McMahon HT (февраль 2004 г.). «Суперсемейство динаминов: универсальные мембранные трубочки и молекулы деления?». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 5 (2): 133–147. дои : 10.1038/nrm1313. PMID  15040446. S2CID  6305282.
  7. ^ Сундборгер AC, Фанг С., Хейманн Дж. А., Рэй П., Чаппи Дж. С., Хиншоу Дж. Э. (август 2014 г.). «Динаминный мутант определяет сверхсжатое предделительное состояние». Отчеты по ячейкам . 8 (3): 734–742. дои : 10.1016/j.celrep.2014.06.054. ПМК 4142656 . ПМИД  25088425. 
  8. ^ Аб Конг Л., Сочацкий К.А., Ван Х., Фанг С., Канагараджа Б., Кер А.Д. и др. (август 2018 г.). «Крио-ЭМ полимера динамина, собранного на липидной мембране». Природа . 560 (7717): 258–262. Бибкод : 2018Natur.560..258K. дои : 10.1038/s41586-018-0378-6. ПМК 6121775 . ПМИД  30069048. 
  9. ^ Маттила Дж.П., Шнырова А.В., Сундборгер А.С., Хортелано Э.Р., Фурманс М., Нейман С. и др. (август 2015 г.). «Промежуточный продукт полуделения связывает две механически различные стадии деления мембраны». Природа . 524 (7563): 109–113. Бибкод : 2015Natur.524..109M. дои : 10.1038/nature14509. ПМЦ 4529379 . ПМИД  26123023. 
  10. ^ Ру А, Уйхази К, Фрост А, Де Камилли П (май 2006 г.). «GTP-зависимое скручивание динамина приводит к сужению и напряжению при делении мембраны». Природа . 441 (7092): 528–531. Бибкод : 2006Natur.441..528R. дои : 10.1038/nature04718. PMID  16648839. S2CID  4413887.
  11. ^ Масия Э., Эрлих М., Массол Р., Букро Э., Бруннер С., Кирххаузен Т. (июнь 2006 г.). «Динасор, проницаемый для клеток ингибитор динамина». Развивающая клетка . 10 (6): 839–850. дои : 10.1016/j.devcel.2006.04.002 . ПМИД  16740485.
  12. ^ Эшенбург С., Реубольд Т.Ф. (ноябрь 2018 г.). «Модуляция функции динамина малыми молекулами». Биологическая химия . 399 (12): 1421–1432. дои : 10.1515/hsz-2018-0257 . PMID  30067507. S2CID  51895475.
  13. ^ Камареро Н, Траперо А, Перес-Хименес А, Масия Э, Гомила-Хуанеда А, Мартин-Кирос А и др. (сентябрь 2020 г.). «Коррекция: фотопереключаемые аналоги диназора для контроля эндоцитоза под действием света». Химическая наука . 11 (35): 9712. doi : 10.1039/D0SC90189J. ПМЦ 7495901 . ПМИД  33016959. 
  14. ^ Цюхнер С., Нуреддин М., Кеннерсон М., Верховен К., Клейс К., Де Йонге П. и др. (март 2005 г.). «Мутации в домене гомологии плекстрина динамина 2 вызывают доминантную промежуточную болезнь Шарко-Мари-Тута». Природная генетика . 37 (3): 289–294. дои : 10.1038/ng1514. PMID  15731758. S2CID  19191581.
  15. ^ Дхиндса Р.С., Брэдрик С.С., Яо X, Хайнцен Э.Л., Петровски С., Крюгер Б.Дж. и др. (июнь 2015 г.). «Мутации в DNM1, вызывающие эпилептическую энцефалопатию, нарушают эндоцитоз синаптических пузырьков». Неврология. Генетика . 1 (1): е4. doi :10.1212/01.NXG.0000464295.65736.da. ПМК 4821085 . ПМИД  27066543. 

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Dynamins .