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.

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.