Белок, связанный с микротрубочками - Microtubule-associated protein

В клеточная биология, белки, связанные с микротрубочками (КАРТЫ) являются белками, которые взаимодействуют с микротрубочки сотового цитоскелет.

Функция

MAP привязываются к тубулин субъединицы, которые составляют микротрубочки, чтобы регулировать их стабильность. Большое количество MAP было идентифицировано во многих различных типы 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. Эта привязка может происходить либо с полимеризованный или деполимеризованный тубулин, и в большинстве случаев приводит к стабилизации структуры микротрубочек, дополнительно способствуя полимеризации. Обычно с тубулином взаимодействует C-концевой домен MAP, тогда как N-концевой домен может связываться с клеточными везикулами, промежуточные нити или другие микротрубочки. Связывание MAP с микротрубочками регулируется посредством фосфорилирования MAP. Это достигается за счет функции киназа, регулирующая сродство к микротрубочкам (MARK) белок. 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

Многочисленные выявленные MAP в основном были разделены на две категории: Тип I, включая MAP1 белки и тип II, включая MAP2, MAP4 и тау-белки.

Тип I: MAP1

MAP1a (MAP1A ) и MAP1b (MAP1B ) являются двумя основными членами 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 плазматическая мембрана для контроля расстояния между микротрубочками внутри клетки. Члены семейства MAP1 находятся в аксоны и дендриты из нервные клетки.[4]

Тип II: MAP2, MAP4 и тау

MAP типа II обнаруживаются исключительно в нервных клетках млекопитающих. Это наиболее хорошо изученные MAP -MAP2 и тау (MAPT ) - которые участвуют в определении структуры различных частей нервных клеток, при этом MAP2 обнаруживается в основном в дендритах, а тау в аксоне. Эти белки имеют консервированный C-терминал связывание микротрубочек домен и переменная N-концевой домены выступают наружу, вероятно, взаимодействуя с другими белками. MAP2 и тау стабилизируют 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 в том же месте в мономерах тубулина, что и лекарство. Таксол, который используется при лечении рака,[7] но это исследование не было подтверждено. MAP2 связывается кооперативным образом, при этом многие белки MAP2 связывают одну микротрубочку, способствуя стабилизации. Тау выполняет дополнительную функцию, облегчая связывание микротрубочек внутри нервной клетки.[8]

Функция тау была связана с неврологическим состоянием. Болезнь 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 отсоединение от микротрубочек. Таким образом, гиперфосфорилирование тау приводит к массивному отрыву, 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 описанных выше MAP, 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

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

Кроме того, были идентифицированы белки слежения за положительным концом, которые связываются с самым верхушкой растущих микротрубочек. К ним относятся EB1, EB2, EB3, p150Клееный, Dynamitin, Lis1, CLIP170, CLIP115, CLASP1, и CLASP2.

Другой MAP, функция которого была исследована во время деления клеток, известен как XMAP215 («X» означает Ксенопус ). XMAP215 обычно связан со стабилизацией микротрубочек. В течение митоз то динамическая нестабильность микротрубочек увеличивается примерно в десять раз. Частично это происходит из-за фосфорилирования XMAP215, что увеличивает вероятность катастроф (быстрая деполимеризация микротрубочек).[12] Таким образом, фосфорилирование MAP играет роль в митозе.

Есть много других белков, которые влияют на поведение микротрубочек, например: катастрофин, дестабилизирующий микротрубочки, катанин, который рассекает их, и ряд моторных белков, транспортирующих по ним везикулы. Определенные моторные белки были первоначально обозначены как MAP, прежде чем было обнаружено, что они используют гидролиз АТФ для транспортировки груза. 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.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка