LIM домен - LIM domain

LIM домен
Lims.png
Структура 4-го LIM домена белка Pinch. Атомы цинка показаны серым цветом
Идентификаторы
СимволLIM
PfamPF00412
ИнтерПроIPR001781
PROSITEPDOC50178
SCOP21ctl / Объем / СУПФАМ
CDDcd08368

LIM доменs есть белок структурные области, состоящий из двух смежных цинковый палец домены, разделенные двумяаминокислота остаток гидрофобный компоновщик.[1] Структура этих доменов варьируется в зависимости от типа, например, богатый цистеином LIM (LIN-11[2], Исл-1[2] и MEC-3[2]) домены содержат определенные тетраэдрические координации в S3N и S4.[2]

Организация домена LIM

Открытие

Домены LIM названы в честь их первоначального открытия в трех белках, которые выполняют следующие функции;[3][2]

  • Lin-11 - асимметричное деление бластных клеток вульвы[2]
  • Isl-1 - двигательный нейрон развития нейроэпителиальных клеток[2]
  • Mec-3 - дифференциация сенсорных рецепторных нейронов[2]

Роли

Было показано, что белки, содержащие LIM-домен, играют роль в цитоскелет организация, развитие органов, регуляция развития растительных клеток, спецификация клеточных линий и регуляция транскрипции генов.[4] Дисфункциональные роли LIM-доменов: онкогенез, эмбриональная летальность и отслойка мышц.[4] LIM-домены опосредуют белок-белковые взаимодействия которые имеют решающее значение для клеточных процессов. Например, прямое принудительное включение F-актин связывание с помощью LIM-доменов является механочувствительным механизмом, с помощью которого напряжение цитоскелета может управлять ядерной локализацией.[5] Это обычно включает в себя действие в качестве консервативного каркаса для распознавания белков-мишеней.[4]

Секвенирование и взаимодействие белков

LIM-домены имеют сильно расходящиеся последовательности, за исключением некоторых ключевых остатков. Дивергенция последовательностей позволяет привить очень много разных сайтов связывания к одному и тому же базовому домену. Консервативные остатки - это те, которые участвуют в цинк привязка или гидрофобный ядро белка. Два иона цинка в первую очередь служат для структуры домена, как видно на CRP1 и CRIP.[4] Кроме того, домены обладают специфическим сродством к цинку.[4] Сигнатура последовательности LIM-доменов выглядит следующим образом:

[C] - [X]2–4- [C] - [X]13–19- [W] - [H] - [X]2–4- [C] - [F] - [LVI] - [C] - [X]2–4- [C] - [X]13–20-C- [X]2–4- [C]

LIM-домены часто встречаются в множестве, как видно в таких белках, как TES, LMO4, а также могут быть присоединены к другим доменам, чтобы придать им функцию связывания или нацеливания, такую ​​как LIM-киназа.

Классификация

Суперкласс LIM генов был разделен на 14 классов: ABLIM, CRP, ENIGMA, EPLIN, LASP, LHX, LMO, LIMK, LMO7, MICAL, PXN, PINCH, TES и ZYX. Шесть из этих классов (т. Е. ABLIM, MICAL, ENIGMA, ZYX, LHX, LM07) произошли от стволовых линий животных, и считается, что это расширение внесло важный вклад в происхождение многоклеточности животных.[6]

Помимо происхождения животных, существует целый класс генов плана LIM, которые были разделены на четыре разных класса: WLIM1, WLIM2, PLIM1, PLIM2 и FLIM (XLIM).[7] Они разделены на 4 разных подсемейства: αLIM1, βLIM1, γLIM2 и δLIM2.[7] Подклады αLIM1 включают PLIM1, WLIM1 и FLIM (XLIM).[7] βLIM1 - новое подсемейство, поэтому в настоящее время нет различимых субкладов.[7] Субклады γLIM2 содержат WLIM2 и PLIM2.[7] Последнее подсемейство δLIM2 содержит WLIM2 и PLIM2.[7]

Домены LIM также встречаются в различных бактериальных линиях, где они обычно слиты с металлопептидаза домен. Некоторые версии показывают слияния с неактивной P-петлей NTPase на их N-конце и с единственной трансмембранной спиралью. Эти слияния доменов предполагают, что прокариотические домены LIM, вероятно, регулируют процессинг белков на клеточной мембране. Архитектурный синтаксис предметной области удивительно параллелен синтаксису прокариотических версий Цинковый палец B-box и Цинковый палец AN1 домены.[8]

Белки, содержащие домен LIM, выполняют множество специфических функций в клетках, таких как стык, цитоархитектура, спецификация полярность ячейки, ядерно-цитоплазматический челночный транспорт и перенос белков.[3] Эти домены можно найти у эукарионов, растений, животных, грибов и микетозоа.[4] Он был классифицирован как A, B, C и D.[4] Эти классификации разделены на три группы.

Группа 1

Эта группа содержит классы домена LIM A и B.[4] Обычно они слиты с другими функциональными доменами, такими как киназы.[4] Подклассами этих доменов являются факторы транскрипции LIM-гомеодомена, белки LMO и киназы LIM.[4]

Факторы транскрипции LIM-гомеодомена

Они обладают многофункциональностью, в первую очередь фокусируясь на развитии нервной системы, активации транскрипции и спецификации клеточной судьбы во время развития.[3][4] Нервная система полагается на тип домена LIM для дифференциации путей биосинтеза нейротрансмиттеров.[3]

LMO белки

Эти белки сосредоточены на общем развитии множества типов клеток, а также на онкогенезе и регуляции транскрипции.[3] Было обнаружено, что онкогенез происходит из-за экспрессии LMO 1 и LMO 2 у пациентов с Т-клеточным лейкозом.[3][4]

LIM киназы

Назначение этих белков - создание и регулирование цитоскелета.[4] Регулирование цитоскелета этими киназами осуществляется посредством фосфорилирования кофилин, что позволяет накапливать актиновые филаменты.[4] Примечательно, что они были признаны ответственными за регулирование подвижность клеток и морфогенез.[3]

Группа 2

Эта группа содержит LIM-домен класса C, который обычно локализуется в цитоплазме.[3][4] Эти домены внутренне дублированы, по две копии на белок.[4] Кроме того, они более похожи друг на друга, чем классы A и B.[4]

Белки, богатые цистеином

Есть три разных белка, богатых цистеином.[4] Назначение этих белков - их роль в миогенез и мышечная структура.[4] Хотя было обнаружено, что структурную роль играют несколько типов клеток.[4] Каждый из белков CRP активируется на протяжении миогенеза.[4] CRP 3 играет роль в развитии миобластов, в то время как CRP 1 активен в фибробластных клетках.[4] CRP 1 имеет больше ролей, связанных с актиновыми филаментами и z линиями миофибрилл.[3]

Группа 3

В эту группу входит только класс D, которые обычно локализуются в цитоплазме.[4][3] Эти белки LIM содержат от 1 до 5 доменов.[4] Эти домены могут иметь дополнительные функциональные домены или мотивы.[4] Эта группа ограничена тремя разными адапторными белками: зиксином, паксиллином и PINCH.[4] Каждый из них соответственно имеет разное количество LIM-доменов: 3, 4 и 5.[4] Они считаются адапторными белками, относящимися к адгезионным бляшкам, которые регулируют форму клеток и распространяются посредством отдельных LIM-опосредованных белок-белковых взаимодействий.[4]

Белковые взаимодействия

LIM-HD и LMO

Эти белки образуются в результате взаимодействия Семейства привязки домена LIM которые связаны LIM1.[4] LIM-Ldb взаимодействует с образованием различных гетеродимеров LIM-HD.[4] Это обычно формирует область LIM-LID, которая взаимодействует с белками LIM.[4] LIM-HD, как известно, определяет отличительные особенности двигательных нейронов во время развития.[4] Было обнаружено, что он связывает LMO1, LMO2, Lhx1, Isl1 и Mec3.[4] Обнаружено, что LMO2 локализуется в ядре, которое участвует в развитии эритроидов, особенно в печени плода.[3][2]

Зиксин

Этот белок локализуется между цитоплазмой и ядром посредством челночного перемещения.[3] Он фокусируется на перемещении между участками клеточной адгезии и ядром.[3] Цинковые пальцы LIM домена будут действовать независимо.[4] Zyxin имеет множество партнеров по связыванию, таких как CRP, α-актинин, протоонкоген Vav, p130 и члены семейства белков Ena / VASP.[4] Известны взаимодействия зиксина между Ena / VASP и CRP1.[4] LIM1 отвечает за распознавание CRP1, но взаимодействует с LIM2 для связывания с зиксином.[4] Ena / VASP будет связывать профилин, который, как известно, действует как белок, полимеризующий актин.[4] Комплекс зиксин-VASP инициирует полимеризацию актина в структуре цитоскелета.[4][2]

Паксиллин

Этот белок локализуется в цитоплазме в местах очаговой адгезии.[3] Он функционирует как центральный белок для жирных кислот и развития структуры цистоскелета.[4][2] В жирных кислотах они действуют как каркас для многих партнеров по связыванию.[4] Домен LIM на c-конце связывает белок тирозинфосфатазу-PEST.[4] PTP-PEST связывается на c-концах LIM 3 и 4 для разборки жирных кислот, что приводит к модуляции целевых областей жирных кислот.[4] Степень связывания будет зависеть от LIM 2 и 4.[4] Это произойдет при дефосфорилировании p130 и паксиллина.[4]

ЭНИГМА

Этот белок локализован в цитоплазме, которая участвует в передаче сигналов и транспортировке белков.[3][2] Структура этого белка содержит три домена LIM на с-конце.[4] Он будет связывать мотив интернализации рецептора инсулина (InsRF) в LIM-домене 3.[4] LIM-домен 2 связывает тирозинкиназу рецептора Ret.[4]

УЩИПНУТЬ

Этот белок локализован в цитоплазме и ядре.[3] Он отвечает за воздействие на определенные соединения мышечных сращений и механосенсорные функции сенсорных рецепторных нейронов.[3] Белковая последовательность в доменах LIM связана с очень короткими междоменными пептидами и с-концевым удлинением с большим количеством положительных зарядов.[4] Белок выполняет множество функций, даже присутствуя в антигенах стареющих энритроцитов.[4] Он может связываться с доменами анкириновых повторов интегрин-связанной киназы.[4] Кроме того, LIM-домен 4 PINCH может связываться с белком Nck2 и действовать как адаптер.[4]

Рекомендации

  1. ^ Кадрмас JL, Beckerle MC (ноябрь 2004 г.). «Домен LIM: от цитоскелета к ядру». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 5 (11): 920–31. Дои:10.1038 / nrm1499. PMID  15520811. S2CID  6030950.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Гилл Г.Н. (декабрь 1995 г.). «Загадка LIM-доменов». Структура. 3 (12): 1285–9. Дои:10.1016 / S0969-2126 (01) 00265-9. PMID  8747454.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Бах I (март 2000 г.). «Домен LIM: регулирование ассоциацией». Механизмы развития. 91 (1–2): 5–17. Дои:10.1016 / S0925-4773 (99) 00314-7. PMID  10704826. S2CID  16093470.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный ар в качестве в au средний ау топор ай az Ючи С., Кулделл Н. (6 марта 2007 г.). Цинковые белки пальцев: от атомного контакта к клеточной функции. Springer Science & Business Media. ISBN  978-0-387-27421-8.
  5. ^ Сан, X., Фуа, Д. Ю., Аксиотакис, Л., Смит, М. А., Бланкман, Э., Гонг, Р., ... и Алушин, Г. М. (2020). Механочувствительность за счет прямого связывания напряженного F-актина LIM доменами. Клетка развития. Дои:10.1016 / j.devcel.2020.09.022
  6. ^ Кох Б.Дж., Райан Дж.Ф., Баксеванис А.Д. (март 2012 г.). «Диверсификация суперкласса LIM в основе метазоа увеличила субклеточную сложность и способствовала многоклеточной специализации». PLOS ONE. 7 (3): e33261. Bibcode:2012PLoSO ... 733261K. Дои:10.1371 / journal.pone.0033261. ЧВК  3305314. PMID  22438907.
  7. ^ а б c d е ж Cheng X, Li G, Muhammad A, Zhang J, Jiang T, Jin Q и др. (Февраль 2019). «Молекулярная идентификация, филогеномная характеристика и анализ паттернов экспрессии семейства генов LIM (LIN-11, Isl1 и MEC-3) в грушах (Pyrus bretschneideri) показывают его потенциальную роль в метаболизме лигнина». Ген. 686: 237–249. Дои:10.1016 / j.gene.2018.11.064. PMID  30468911.
  8. ^ Берроуз А.М., Айер Л.М., Аравинд Л. (июль 2011 г.). «Функциональная диверсификация кольцевого пальца и других биядерных доменов скрипичного ключа у прокариот и ранняя эволюция системы убиквитина». Молекулярные биосистемы. 7 (7): 2261–77. Дои:10.1039 / C1MB05061C. ЧВК  5938088. PMID  21547297.