Dinactina

Dynactin (sau activator dynein complex ) este o proteină multimerică localizată în celulele eucariote care asistă transportul intracelular bidirecțională care interacționează ca un adaptor între dynein și kinesin -2 în timp ce legarea la organelle sau vezicula pentru a fi transportate. De asemenea, este necesar pentru inițierea transportului de mărfuri de la axonul distal.

Structura și mecanismul de acțiune

Dinactina face parte din proteinele familiei adenozin trifosfatează (ATPaza). Se compune din mai multe subunități din care dubletul p150Glued (codificat de gena DCTN1) este cel mai mare și este esențial pentru funcția proteinei. Structura dinactinei este foarte conservată la vertebrate.

Există trei izoforme codificate de o singură genă p150Glued. Complexul de dinactină vizualizat prin microscopie electronică pare a fi un filament scurt de 37  nm în lungime și seamănă cu o F-actină mai subțire, care se termină în două capete globulare.

Complexul dinactinic constă din trei domenii structurale majore: (1) antebraț-umăr: DCTN1, DCTN2 / dinamitină, DCTN3 / p22 / p24; (2) tija Arp1: Arp1 / centractină, activă, CapZ; și (3) complexul de vârf terminal: Actr10 / Arp11, DCTN4 / p62, DCTN5 / p25 și DCTN6 / p27. Dinactina interacționează direct cu dinina prin legarea lanțului intermediar al dinineinei cu dubletul p150 DCTN2 lipit (dinamitina) este, de asemenea, implicat în atașarea microtubulilor la centrosomi și poate avea un rol în formarea sinapselor în timpul dezvoltării. DCTN4 (p62) se leagă direct de subunitatea Arp1 a dinactinei.

Arp1 este domeniul legării dinactinei de veziculele de membrană (Golgi sau endozom târziu) prin asocierea sa cu β-spectrina. Complexul terminal de vârf (CEP) este implicat în legarea selectivă a mărfii. Subunitățile CEP p62 / DCTN4 și Arp11 / Actr10 sunt esențiale pentru integritatea complexului de dinactină și pentru direcționarea dinactinei / dininei către învelișul nuclear înainte de mitoză. Dinactina p25 / DCTN5 și p27 / DCTN6 nu sunt esențiale pentru integritatea complexului de dinactină, dar sunt necesare pentru transportul endozomilor timpurii și reciclați în timpul interfazei și reglarea punctelor de control în timpul asamblării fusului mitotic în timpul mitozei.

Funcții

Dinactina este adesea esențială pentru activitatea dinineinei și poate fi considerată ca un receptor pentru dinină prin modularea legării dinineinei la organitele unei celule care sunt transportate de-a lungul microtubulilor. Dinactina îmbunătățește, de asemenea, procesivitatea dinineinei citoplasmatice și a kinezei-2.

Dinactina este implicată în diferite reacții, cum ar fi alinierea cromozomilor și organizarea fusului mitotic în timpul diviziunii celulare. Dinactina contribuie la concentrarea pe polii fusului mitotic prin legarea acestuia la proteina mitotică de împerechere nucleară (NuMA). Dinactina vizează, de asemenea, kinetocorul prin legarea între dinamitină / DCTN2 și zq10 și are un rol în inactivarea punctului de control al fusului mitotic.

În timpul prometafazei , dinactina ajută, de asemenea, să țintească kinaza 1 de tip polo (Plk1) către cinetocori cu kinază dependentă de ciclină fosforilată 1 (Cdk1) -p27 / DCTN6, care este implicată în atașarea eficientă a microtubulilor-cinetocori și recrutarea proteinei Mad1 în etapa punctului de control pentru asamblarea fusului mitotic. De asemenea, dinactina joacă un rol esențial în menținerea poziției nucleare în Drosophila, în zebră și în diferite ciuperci. Atât dinina cât și dinactina sunt concentrate pe învelișul nuclear în timpul profazei și facilitează distrugerea învelișului nuclear prin intermediul subunităților DCTN4 / p62 și Arp11.

Dinactina este, de asemenea, necesară pentru atașarea microtubulilor la centrosomi și este, de asemenea, importantă pentru integritatea centrosomilor. Destabilizarea dinactinei centrosomale determină, de asemenea, separarea anormală a centriolului și întârzie intrarea în faza S, sugerând că dinactina contribuie la recrutarea regulatorilor ciclului celular, care sunt importanți pentru centrosomi. În plus față de transportul diferitelor organite în citoplasmă, dinactina leagă și kinesina-2 de organite. De asemenea, face posibilă creșterea eficienței fluxului de mărfuri în neuronii proveniți din neurite distale datorită domeniului său CAP-Gly prezent pe p150Glued de dinactin. Această funcție este distinctă de rolul dinactinei în promovarea transportului bidirecțional de-a lungul axonului. Domeniul CAP-Gly este foarte important pentru buna funcționare neuronală, deoarece anumite mutații ale acestuia din urmă pot induce boli neurogenerative care sunt autosomale dominante: sindromul Perry și neuropatia motorie ereditară. Aceste mutații afectează funcția domeniului CAP-Gly.

Note și referințe

  1. A. Trina Schroer, Revista anuală a celulei și a dezvoltării biologiei , în Revista anuală a celulei și a dezvoltării biologiei nr .  20, noiembrie 2004, p.  759–779 . doi: 10.1146 / annurev.cellbio.20.012103.094623. PMID 15473859 .
  2. Sean W. Deacon, Anna S. Serpinskaya, Patricia S. Vaughan, Monica Lopez Fanarraga, Isabelle Vernos, Kevin T. Vaughan, Vladimir I. Gelfand, Dynactin este necesară pentru transportul de organite bidirecționale , în The Journal of Cell Biology n o  160 (3), 2003, p.  297–301 . doi: 10.1083 / jcb.200210066. PMC 2172679. PMID 12551954 .
  3. (en) Armen J. Moughamian, Erika LF Holzbaur, „  Dinactina este necesară pentru inițierea transportului de la axonul distal  ” , Neuron , n o  74 (12),26 aprilie 2012( citește online )
  4. SR. Gill, TA. Schroer, I. Szilak ER Steuer, Sheetz MP, DW Cleveland, Dynactin a conservat, omniprezent, exprimată componentă a unui activator al motilității veziculei mediată de dininina citoplasmatică , în The Journal of Cell Biology nr .  115 (6), 1991 p.  1639–1650 . doi: 10.1083 / jcb.115.6.1639. PMC 2289205. PMID 1836789 .
  5. DA Schafer, SR. Gill, JA. Cooper, JE. Heuser, TA. Schroer, Analiza ultrastructurală a complexului dinactinic: o proteină legată de actină este o componentă a unui filament care seamănă cu F-actina , în The Journal of Cell Biology nr .  126 (2), 1994, p.  403–412 . doi: 10.1083 / jcb.126.2.403. PMC 2200042. PMID 7518465 .
  6. DM. Eckley, SR. Gill, KA Melkonian, JB. Bingham, HV. Goodson, JE. Heuser, TA. Schroer, Analysis of Dynactin subcomplexes Reveals a New Actin-Related Protein Associated with ARP1 Minifilament Pointed End , în The Journal of Cell Biology nr .  147 (2), 1999, p.  307–320 . doi: 10.1083 / jcb.147.2.307. PMC 2174220. PMID 10525537 .
  7. KT. Vaughan, RB. Vallee, Dineina citoplasmatică leagă dinactina printr-o interacțiune directă între lanțurile intermediare și p150Glued , The Journal of Cell Biology nr .  131 (6 Pt 1), 1995, p.  1507–1516 . doi: 10.1083 / jcb.131.6.1507. PMC 2120689. PMID 8522607 .
  8. Y. Uetake, Y. Terada, J. Matuliene, R. Kuriyama, Interacțiunea Cep135 cu o subunitate p50 dinactină în centrosomii de mamifere , în Cell Motil. Citoscheletul nr .  58 (1), mai 2014, p.  53-66 . doi: 10.1002 / cm.10175. PMID 14983524 .
  9. S. Karki, MK. Tokito, EL. Holzbaur, o subunitate dinactină cu un motiv bogat în cisteină, foarte interacționat, interacționează direct cu Arp1 , J. Biol. Chem n o  275 (7), februarie 2001, p.  4834–4839 . doi: 10.1074 / jbc.275.7.4834. PMID 10671518 .
  10. JA. Garces, IB. Clark, DR. Meyer, RB. Vallee, interacțiunea subunității p62 a dinactinei cu Arp1 și citoscheletul actinei corticale , în Curr. Biol. n o  9 (24), 1999, p.  1497–500 . doi: 10.1016 / S0960-9822 (00) 80122-0. PMID 10607597 .
  11. EA. Holleran, MK. Tokito, S. Karki, EL. Holzbaur, Centractin (ARP1) se asociază cu spectrina, dezvăluind un mecanism potențial de legare a dinactinei la organite intracelulare , în The Journal of Cell Biology nr .  135 (6 Pt 2), 1996, p.  1815–1829 . doi: 10.1083 / jcb.135.6.1815. PMC 2133946. PMID 8991093 .
  12. EA. Holleran, LA. Ligon, M. Tokito, MC. Stankewich, JS. Morrow, ELF Holzbaur, Spectrina βIII se leagă de subunitatea Arp1 a dinactinei , în Jurnalul de chimie biologică nr .  276 (39), 2001, p.  36598-36605 . doi: 10.1074 / jbc.M104838200. PMID 11461920 .
  13. V. Muresan, MC. Stankewich, W. Steffen, JS. Maine, EL. Holzbaur, BJ. Schnapp, Dynactin-Dependent, Dynein-Driven Vesicle Transport in Absence of Membrane Proteins , in Molecular Cell n o  7 (1), 2001, p.  173–183 . doi: 10.1016 / S1097-2765 (01) 00165-4. PMID 11172722 .
  14. M. Johansson, N. Rocha, W. Zwart, I. Jordens, L. Janssen, C. Kuijl, VM. Olkkonen, J. Neefjes, activarea motoarelor endinomale de dinină prin asamblarea în trepte a Rab7-RILP-p150Glued, ORP1L și a receptorului βlll spectrin , în The Journal of Cell Biology nr .  176 (4), 2007, p.  459–71 . doi: 10.1083 / jcb.200606077. PMC 2063981. PMID 17283181 .
  15. D. Salina, K. Bodoor, DM. Eckley, TA. Schroer, JB. Rattner, B. Burke ,, Dineina citoplasmatică ca facilitator al defalcării anvelopei nucleare , în celula nr .  108 (1), 11 ianuarie 2002, p.  97–107 . doi: 10.1016 / S0092-8674 (01) 00628-6. PMID 11792324 .
  16. J. Zhang, L. Wang, L. Zhuang, L. Huo, S. Musa, S. Li, X. Xiang, Arp11 afectează interacțiunea dinină-dinactină și este esențială pentru funcționarea dininei în Aspergillus nidulans , trafic (Copenhaga, Danemarca ) n o  9 (7), iulie 2008, p.  1073–87 . doi: 10.1111 / j.1600-0854.2008.00748.x. PMID 18410488 .
  17. TY. Da, NJ. Quintyne, BR. Scipioni, DM. Eckley, TA. Schroer , complexul cu capăt ascuțit al Dynactin este un modul de direcționare a încărcăturii , în Molecular Biology of the Cell nr .  23 (19), octombrie 2012, p.  3827–37 . doi: 10.1091 / mbc.E12-07-0496. PMID 22918948 .
  18. J. Zhang, X. Yao, L. Fischer, JF. Abenza, MA. Peñalva, X. Xiang, Subunitatea p25 a complexului dinactinic este necesară pentru interacțiunea dineină-endozom timpuriu , The Journal of Cell Biology nr .  193 (7), 27 iunie 2011, p.  1245–1255 . doi: 10.1083 / jcb.201011022. PMID 21708978 .
  19. TY. Da, AK. Kowalska, BR. Scipioni, FK. Cheong, M. Zheng, U. Derewenda, ZS. Derewenda, TA. Schroer , Dynactin ajută la țintirea kinazei 1 asemănătoare poloului către cinetocori prin intermediul subunității sale p27 stânga beta-elicoidale , Jurnalul EMBO nr .  32 (7), 3 aprilie 2013, p.  1023–1035 . doi: 10.1038 / emboj.2013.30. PMID 23455152 .
  20. TA. Schroer, deputat. Sheetz, Doi activatori ai transportului de vezicule pe bază de microtubuli , J Cell Biol. n o  115 (5), 1991, p.  1309–1318 . doi: 10.1083 / jcb.115.5.1309. PMC 2289226. PMID 1835460 .
  21. CM Waterman-Storer, SB Karki, SA Kuznetsov, JS Tabb, DG Weiss, GM Langford, EL Holzbaur, Interacțiunea dintre dininina citoplasmatică și dinactină este necesară pentru transportul axonal rapid , Proc. Natl. Acad. Știință. STATELE UNITE ALE AMERICII. , N o  94 (22), 1997, p.  12180–12185 . doi: 10.1073 / pnas.94.22.12180. PMC 23743. PMID 9342383 .
  22. M. McGrail, J. Gepner, A. Silvanovich, S. Ludmann, M. Serr, TS. Hays, Reglarea funcției dininei citoplasmatice in vivo de complexul Drosophila Glued , în celula J Biol. n o  131 (2), 1995, p.  411–425 . doi: 10.1083 / jcb.131.2.411. PMC 2199972. PMID 7593168 .
  23. SJ. Rege, TA. Schroer , Dynactin crește procesivitatea motorului dininein citoplasmatic , Nature Cell Biology n o  2 (1), 2000, p.  20–24 . doi: 10.1038 / 71338. PMID 10620802 .
  24. MA. Berezuk, TA. Schroer , Dynactin Îmbunătățește procesivitatea Kinesin-2 , în Traffic n o  8 (2), 2007, p.  124–129 . doi: 10.1111 / j.1600-0854.2006.00517.x. PMID 17181772 .
  25. CJ. Echeverri, BM. Paschal, KT. Vaughan, RB. Vallee, Caracterizarea moleculară a subunității 50-kD a funcției Dynactin Reveals pentru complex în alinierea cromozomilor și organizarea fusului În timpul mitozei , în The Journal of Cell Biology nr .  132 (4), 1996, p.  617-633 . doi: 10.1083 / jcb.132.4.617. PMC 2199864. PMID 8647893 .
  26. Karki Sher, LF. Erika Holzbaur, dynein citoplasmatic și dynactin în diviziunea celulară și transportul intracelular , în Current Opinion in Cell Biology n o  11 (1), 1 st februarie 1999 p.  45-53 . doi: 10.1016 / S0955-0674 (99) 80006-4. PMID 10047518 .
  27. T. Gaglio, A. Saredi, JB. Bingham, MJ. Hasbani, SR. Gill, TA. Schroer, DA. Compton, Activitățile motorii opuse sunt necesare pentru organizarea polului fusului mitotic mamifer , în J. Cell Biol. n o  135 (2), 1996, p.  399–414 . doi: 10.1083 / jcb.135.2.399. PMC 2121053. PMID 8896597 .
  28. A. Merdes, R. Heald, K. Samejima, WC. Earnshaw, DW. Cleveland, Formarea Polilor de Fus prin Dynein / Dynactin-Dependent Transport of Numa , in J Cell Biol. n o  149 (4), 2000, p.  851–862 . doi: 10.1083 / jcb.149.4.851. PMC 2174573. PMID 10811826 .
  29. BJ. Howell, BF. McEwen, JC. Canman, DB. Hoffman, EM. Farrar, CL. Rieder, ED. Somonul, dinamina citoplasmatică / dinactina determină transportul proteinelor kinetocorice către polii fusului și are un rol în inactivarea punctului de control al fusului mitotic , în celula J Biol. n o  155 (7), 2001, p.  1159–1172 . doi: 10.1083 / jcb.200105093. PMC 2199338. PMID 11756470 .
  30. DA. Starr, BC. Williams, TS. Hays, ML. Goldberg, ZW10 ajută la recrutarea dinactinei și a dinineinei către Kinetochore , în J Cell Biol. n o  142 (3), 1998, p.  763–774 . doi: 10.1083 / jcb.142.3.763. PMC 2148168. PMID 9700164 .
  31. JL. Whited, A. Cassell, M. Brouillette, PA. Garrity, Dynactin este obligat să mențină poziția nucleară în neuronii fotoreceptorilor postmitotici Drosophila , în Development n o  131 (19), octombrie 2014, p.  4677–4686 . doi: 10.1242 / dev.01366. PMC 2714772. PMID 15329347 .
  32. M. Tsujikawa, Y. Omori, J. Biyanwila, J. Malicki, Mecanismul de poziționare a nucleului celular în fotoreceptorii vertebratelor , în Proc Natl Acad Sci US A. n o  104 (37), 2007, p.  14819–14824 . doi: 10.1073 / pnas.0700178104. PMC 1976238. PMID 17785424 .
  33. X. Xiang, G. Han, DA. Winkelmann, W. Zuo, NR. Morris, Dinamica dinamicii citoplasmatice în celulele vii și efectul unei mutații în proteina Arp1 a complexului dinactinic, legată de actină , în Curr Biol. n o  10 (10), 2000, p.  603-606 . doi: 10.1016 / S0960-9822 (00) 00488-7. PMID 10837229 .
  34. KS. Bruno, JH. Tinsley, PF. Minke, M. Plamann, Interacțiuni genetice între dinamina citoplasmatică, dinactina și mutanții de distribuție nucleară ai Neurospora crassa , în Proc Natl Acad Sci US A. n o  93 (10), 1996, p.  4775–4780 . doi: 10.1073 / pnas.93.10.4775. PMC 39355. PMID 8643479 .
  35. D. Salina, K. Bodoor, DM. Eckley, TA. Schroer, JB. Rattner, B. Burke, Cytoplasmic Dynein as a Facilitator of Nuclear Envelope Breakdown , în Cell n o  108 (1), 2012, p.  97–107 . doi: 10.1016 / S0092-8674 (01) 00628-6. PMID 11792324 .
  36. NJ. Quintyne, SR. Gill, DM. Eckley, CL. Cregoa, DA. Comptonb, TA. Schroer , dinactina este necesară pentru ancorarea microtubulilor la centrosomi , în Journal of Cell Biology nr .  147 (2), 1999, p.  321–334 . doi: 10.1083 / jcb.147.2.321. PMC 2174233. PMID 10525538 .
  37. NJ. Quintyne, TA. Schroer, Roluri distincte dependente de ciclul celular pentru Dynactin și dynein la centrosomi , în The Journal of Cell Biology nr .  159 (2), 2002, p.  245–254 . doi: 10.1083 / jcb.200203089. PMC 2173046. PMID 12391026 .