Введение
Белки млекопитающих, обнаруженные в Homo sapiens В клетках млекопитающих, винкулин является мембранным цитоскелетным белком в очаговых адгезионных бляшках, который участвует в связке молекул адгезии интеграна с цитоскелетом актина. Винкулин - это цитоскелетный белок, связанный с клеточными клетками и клеточными матричными стыками, где он, как полагают, функционирует как один из нескольких взаимодействующих белков, участвующих в закреплении F-актина на мембране. Открыта независимо Бенни Гейгером и Китом Берриджем, ее последовательность 20%30% похожа на α-катеноин, который выполняет аналогичную функцию. Связываясь попеременно с талином или α-актинином, винкулин меняет форму и, как следствие, свои связывающие свойства. Ген винкулина встречается в виде одной копии, и, по-видимому, не имеет близкого родственника, чтобы взять на себя функции в его отсутствие. Его вариант сцепления метавинкулин (см. ниже) также нуждается в винкулине для гетеродимеризации и работы в зависимости.
In mammalian cells, vinculin is a membrane cytoskeletal protein in focal adhesion plaques that is involved in linkage of integrin adhesion molecules to the actin cytoskeleton. Vinculin is a cytoskeletal protein associated with cell cell and cell matrix junctions, where it is thought to function as one of several interacting proteins involved in anchoring F actin to the membrane. Discovered independently by Benny Geiger and Keith Burridge, its sequence is 20%–30% similar to α catenin, which serves a similar function. Binding alternately to talin or α actinin, vinculin's shape and, as a consequence, its binding properties are changed. The vinculin gene occurs as a single copy and what appears to be no close relative to take over functions in its absence. Its splice variant metavinculin (see below) also needs vinculin to heterodimerize and work in a dependent fashion.
Структура
Винкулин представляет собой 117 кДа цитоскелетного белка с 1066 аминокислотами. Белок содержит кислотный N-терминальный домен и базовый C-терминальный домен, разделенные средним сегментом, богатым пролином. Винкулин состоит из сферического домена головы, который содержит места связывания талина и α-актинина, а также место фосфорилирования тирозина, в то время как хвостовая область содержит места связывания F-актина, паксилина и липидов. Комплекс в очаговых адгезиях состоит из нескольких белков, таких как винкулин, α-актинин, паксилин и талин, на внутриклеточной поверхности плазменной мембраны. Более конкретно, аминоконцевик винкулина связывается с талином, который, в свою очередь, связывается с β-интегринами, а карбоксиконцевик связывается с актином, фосфолипидами и паксилином, образуя гомодимеры. Связывание винкулина с талином и актином регулируется полифосфоинозитами и ингибируется кислотными фосфолипидами. Затем комплекс служит для закрепления актиновых нитей к мембране и, таким образом, помогает усилить силу на талин в фокальных адгезиях. Потеря винкулина влияет на различные функции клеток; она нарушает образование комплекса и предотвращает клеточную адгезию и распространение. Отсутствие белка свидетельствует о снижении распространения клеток, сопровождается снижением образования напряженных волокон, формированием меньшего количества очагов сцепления и ингибированием расширения ламеллиподиев. Было обнаружено, что клетки, в которых недостаточно винкулина, имеют конусы роста, которые продвигаются медленнее, а также филоподы и ламеллиподы, которые менее стабильны, чем дикий тип. На основе исследований было выдвинуто предположение, что недостаток винкулина может снизить клеточную адгезию, ингибируя сборку очаговой адгезии и предотвращая полимеризацию актина. С другой стороны, переэкпрессия винкулина может восстановить адгезию и распространение, способствуя привлечению белков цитоскелета к фокальному комплексу адгезии в месте связывания интеграна. Активное состояние срабатывает при связке с назначенным партнером. Эти изменения происходят, когда винкулин взаимодействует с очагами сцепления, к которым он связывается. Когда винкулин находится в неактивной форме, белок остается в цитоплазме, в отличие от точек сцепления, связанных с активным состоянием. Считается, что молекула талина является основным инициатором активации винкулина из-за его присутствия в очаговых комплексах. Комбинаторная модель винкулина утверждает, что α-актинин или талин могут активировать винкулин как самостоятельно, так и с помощью PIP2 или актина. Эта активация происходит путем разделения соединения головы и хвоста в неактивном винкулине.
Варианты сцепления
Гладкие мышцы и скелетные мышцы (и, вероятно, в меньшей степени в сердечной мышце) в их хорошо дифференцированном (контрактивном) состоянии экспрессируют (наряду с винкулином) вариант сплайза, несущий дополнительный эксон в 3'-кодирующей области, таким образом кодируя более длинную изоформу мета винкулина (мета ВКЛ) молекулярной массы ~ 150 КД - белок, о существовании которого известно с 1980-х годов. Трансляция дополнительного экзона вызывает 68-79 аминокислот, богатых вставкой между спиралями I и II в пределах домена хвоста терминала C. Мутации в области вставки коррелируют с наследственной идиопатической дилатационной кардиомиопатией. Длина вставки метавинкулина составляет 68 АА у млекопитающих и 79 у лягушек. Сравняли последовательности метавинкулина у свиней, людей, куриц и лягушек, и обнаружили, что вставка двусторонняя: первая часть изменчивая, а вторая высоко консервативная. Обе изоформы винкулина солокализуются в клеевых структурах мышц, таких как плотные бляшки в гладких мышцах, интеркалированные диски в кардиомиоцитах и костамеры в скелетных мышцах. Домен метавинкулина хвоста имеет более низкое сродство к голове по сравнению с хвостом винкулина. В случае метавинкулина, развертывание цикла C- терминального гидрофобного шнурка хвостового домена нарушается отрицательными зарядами 68 аминокислотных вставки, таким образом, требуя фосфолипидной активированной регулярной изоформы винкулина для полной активации молекулы метавинкулина.