Dinaktin

Dinaktin (ya da aktivatör kompleksi dinein ) bir proteindir multimerik hücrelerde lokalize ökaryotik arasında bir adaptör olarak etkileşen iki yönlü hücre içi taşımadan yardımcı dinein ve kinesin -2 bağlanma sırasında organele veya vezikül taşınacak. Distal aksondan kargo taşımacılığının başlaması için de gereklidir.

Yapısı ve etki mekanizması

Dinaktin, adenozin trifosfataz (ATPase) ailesinin proteinlerinin bir parçasıdır . P150Glued çiftinin (DCTN1 geni tarafından kodlanan) en büyüğü olduğu ve proteinin işlevi için gerekli olduğu birkaç alt birimden oluşur. Dinaktinin yapısı omurgalılarda çok korunmuştur.

Tek bir p150Glued gen tarafından kodlanan üç izoform vardır. Elektron mikroskobu ile görselleştirilen dinaktin kompleksi , 37 nm uzunluğunda kısa bir filaman gibi görünüyor ve daha ince bir F-aktine benziyor ve iki küresel başlıkta sonlanıyor  .

Dinaktin kompleksi üç ana yapısal alandan oluşur: (1) ön kol-omuz: DCTN1, DCTN2 / dinamitin, DCTN3 / p22 / p24; (2) Arp1 çubuğu: Arp1 / centractine, aktif, CapZ; ve (3) terminal tepe kompleksi: Actr10 / Arp11, DCTN4 / p62, DCTN5 / p25 ve DCTN6 / p27. Dinaktin, dynein ara zincirinin ikili p150Glued DCTN2 (dinamitin) ile bağlanması yoluyla doğrudan dynein ile etkileşime girer ve ayrıca mikrotübüllerin sentrozomlara bağlanmasında rol oynar ve beynin gelişimi sırasında sinaps oluşumunda rol oynayabilir. DCTN4 (p62), doğrudan dinaktinin Arp1 alt birimine bağlanır.

Arp1, β-spektrin ile birleşmesiyle membran veziküllerine (Golgi veya geç endozom) bağlanan dinaktinin alanıdır. Zirve terminal kompleksi (CEP), kargonun seçici olarak bağlanmasında rol oynar. CEP p62 / DCTN4 ve Arp11 / Actr10 alt birimleri, dinaktin kompleksinin bütünlüğü için ve mitozdan önce dinaktin / dineini nükleer zarfa hedeflemek için gereklidir. Dynactin p25 / DCTN5 ve p27 / DCTN6, dinaktin kompleksinin bütünlüğü için gerekli değildir, ancak fazlar arası sırasında erken ve geri dönüştürülmüş endozomların taşınması ve mitoz sırasında mil düzeneği mitotik sırasında kontrol noktalarının düzenlenmesi için gereklidir .

Fonksiyonlar

Dinaktin genellikle dynein aktivitesi için gereklidir ve dineinin mikrotübüller boyunca taşınan bir hücrenin organellerine bağlanmasını modüle ederek dinein için bir reseptör olarak düşünülebilir . Dynactin ayrıca sitoplazmik dynein ve kinesis-2'nin işlenebilirliğini de geliştirir.

Dynactin, hücre bölünmesi sırasında kromozomal hizalama ve mitotik milin organizasyonu gibi çeşitli reaksiyonlarda rol oynar. Dynactin, mitotik nükleer eşleştirme proteinine (NuMA) bağlanması yoluyla mitotik milin kutuplarına odaklanmaya katkıda bulunur. Dynactin ayrıca dinamitin / DCTN2 ve zq10 arasında bağlanarak kinetokoru hedefler ve mitotik milin kontrol noktasının inaktive edilmesinde rol oynar .

Prometafaz sırasında , dynactin ayrıca, mikrotübül-kinetokorların verimli bir şekilde bağlanmasında ve Mad1 proteininin toplanmasında rol oynayan fosforile sikline bağımlı kinaz 1 (Cdk1) -p27 / DCTN6 ile polo benzeri kinaz 1'i (Plk1) kinetokorlara hedeflemeye yardımcı olur. mitotik milin montajı için kontrol noktası adımı . Ayrıca dinaktin, Drosophila'da, zebra balıklarında ve çeşitli mantarlarda nükleer konumun korunmasında önemli bir rol oynar. Hem dynein hem de dinaktin, faz sırasında nükleer zarf üzerinde yoğunlaşır ve DCTN4 / p62 ve Arp11 alt birimleri aracılığıyla nükleer zarfın yok edilmesini kolaylaştırır.

Dinaktin ayrıca mikrotübüllerin sentrozomlara bağlanması için gereklidir ve sentrozomların bütünlüğü için de önemlidir. Sentrozomal dinaktinin dengesizleşmesi ayrıca anormal sentriol ayrılmasına neden olur ve S fazına girişi geciktirir, bu da dinaktinin sentrozomlar için önemli olan hücre döngüsü düzenleyicilerinin toplanmasına katkıda bulunduğunu düşündürür. Sitoplazmada farklı organellerin taşınmasına ek olarak, dinaktin ayrıca kinesin-2'yi organellere bağlar. Ayrıca p150Glued of dynactin'de bulunan CAP-Gly alanı nedeniyle distal nöritlerden kaynaklanan nöronlarda kargo akışının verimliliğini artırmayı mümkün kılar. Bu işlev, akson boyunca çift yönlü taşınmayı teşvik etmede dinaktinin rolünden farklıdır. CAP-Gly alanı, uygun nöronal işleyiş için çok önemlidir çünkü ikincisinin belirli mutasyonları, otozomal dominant olan nörojeneneratif hastalıkları indükleyebilir: Perry sendromu ve kalıtsal motor nöropati. Bu mutasyonlar, CAP-Gly alanının işlevini etkiler.

Notlar ve referanslar

  1. A. Trina Schroer, Cell and Developmental Biology Annual Review içinde, Hücre ve Gelişim Biyolojisi Annual Review of n o  20, Kasım 2004, s.  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, dinaktin çift yönlü bir organel taşıma için gerekli olan olarak, Hücre Biyolojisi Dergisi n o  160 (3), 2003, s.  297–301 . doi: 10.1083 / jcb.200210066. PMC 2172679. PMID 12551954 .
  3. (en) Armen J. Moughamian, Erika LF Holzbaur, "  Distal Aksondan Nakil Başlatma için Dynactin Gereklidir  " , Neuron , n o  74 (12),Nisan 26, 2012( çevrimiçi okuyun )
  4. SR. Gill, TA. Schroer I. Szilak ER Steuer, Sheetz MP, DW Cleveland, dinaktin ubikuitöz sitoplazmik dinein aracılık ettiği vezikül motilite bir aktivatör bileşeni ifade edildiğinde, korunmuş bulunmaktadır olarak, Hücre Biyolojisi Dergisi , n O  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, dinaktin kompleksi ultrastrüktürel analizi: bir aktin-ilişkili protein, bir filamanın bir parçası olduğu, benzer, F-aktin , içinde Hücre Biyolojisi Dergisi , n O  126 (2), 1994, s.  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, dinaktin subcomplexes analizi ARP1 minifilament sivri uca sahip bir Roman Aktin-ilişkili protein İlişkili ortaya çıkarır olarak, Hücre Biyolojisi Dergisi , n O  147 (2), 1999, s.  307–320 . doi: 10.1083 / jcb.147.2.307. PMC 2174220. PMID 10525537 .
  7. KT. Vaughan, RB. Vallee, Sitoplazmik dynein, ara zincirler ve p150Glued arasındaki doğrudan etkileşim yoluyla dinaktini bağlar , The Journal of Cell Biology n o  131 (6 Pt 1), 1995, s.  1507–1516 . doi: 10.1083 / jcb.131.6.1507. PMC 2120689. PMID 8522607 .
  8. Y. Uetake, Y. Terada, J Matuliene, R. Kuriyama, memeli sentrozom bir p50 alt ünitesi ile dinaktin Cep135 Etkileşimi olarak, Celi Motil. Hücre iskeleti n o  58 (1), Mayıs 2014, s.  53–66 . doi: 10.1002 / cm.10175. PMID 14983524 .
  9. S. Karki, MK. Tokito, EL. Holzbaur, Yüksek oranda korunmuş sistein açısından zengin bir motife sahip bir dinaktin alt birimi, Arp1 , J. Biol. Chem n o  275 (7), Şubat 2001, s.  4834–4839 . doi: 10.1074 / jbc.275.7.4834. PMID 10671518 .
  10. JA. Garces, IB. Clark, DR. Meyer, RB. Vallee, Arp1 ile dinaktin ait P62 alt birim ve kortikal aktin hücre iskeletinin Etkileşim içinde, Curr. Biol. n o  9 (24), 1999, s.  1497–500 . doi: 10.1016 / S0960-9822 (00) 80122-0. PMID 10607597 .
  11. EA. Holleran, MK. Tokito, S. Karki, EL. Holzbaur, Centractin (ARP1) , The Journal of Cell Biology n o  135 (6 Pt 2), 1996, s.  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, βIII Spectrin Binds to the Arp1 Subunit of Dynactin , The Journal of Biological Chemistry n o  276 (39), 2001, s.  36598-36605 . doi: 10.1074 / jbc.M104838200. PMID 11461920 .
  13. V. Muresan, MC. Stankewich, W. Steffen, JS. Morrow, EL. Holzbaur, BJ. Schnapp, Dynactin-Dependent, Dynein-Driven Vesicle Transport in the Exence of Membrane Proteins in Molecular Cell n o  7 (1), 2001, s.  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, montaj Rab7-UHP-p150Glued, ORP1L arasında adım adım ile endozomal dinein motorlarının aktivasyonu ve reseptör spektrin βlll olarak, Hücre Biyolojisi Dergisi , n O  176 (4), 2007, s.  459–71 . doi: 10.1083 / jcb.200606077. PMC 2063981. PMID 17283181 .
  15. D. Salina, K. Bodoor, DM. Eckley, TA. Schroer, JB. Rattner, B. Burke, Nükleer zarf yıkımının kolaylaştırıcısı olarak sitoplazmik dinein , Cell n o  108 (1), 11 Ocak 2002, s.  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 , dynein-dinaktin etkileşimini etkiler ve Aspergillus nidulans , Traffic (Kopenhag, Danimarka) 'da dynein işlevi için gereklidir. ) n o  9 (7), Temmuz 2008, s.  1073–87 . doi: 10.1111 / j.1600-0854.2008.00748.x. PMID 18410488 .
  17. TY. Evet NJ. Quintyne, BR. Scipioni, DM. Eckley, TA. Schroer, Dynactin'in sivri uçlu kompleksi, bir kargo hedefleme modülüdür , Hücrenin Moleküler Biyolojisi n o  23 (19), Ekim 2012, s.  3827–37 . doi: 10.1091 / mbc.E12-07-0496. PMID 22918948 .
  18. J. Zhang, X. Yao, L. Fischer, JF. Abenza, MA. Peñalva, X. Xiang, Dinaktin kompleksinin p25 alt birimi, dynein-erken endozom etkileşimi için gereklidir , The Journal of Cell Biology n o  193 (7), 27 Haziran 2011, s.  1245–1255 . doi: 10.1083 / jcb.201011022. PMID 21708978 .
  19. TY. Evet AK. Kowalska, BR. Scipioni, FK. Cheong, M. Zheng, U. Derewenda, ZS. Derewenda, TA. Schroer, Dynactin , solak beta-sarmal p27 alt birimi aracılığıyla Polo benzeri kinaz 1'i kinetokorlara hedeflemeye yardımcı olur , The EMBO Journal n o  32 (7), 3 Nisan 2013, s.  1023–1035 . doi: 10.1038 / emboj.2013.30. PMID 23455152 .
  20. TA. Schroer, MP. Sheetz, Mikrotübül bazlı vezikül aktarımının iki aktivatörü , J Cell Biol. n, O  115 (5), 1991, s.  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, Sitoplazmik dinein ve dinaktin arasındaki etkileşim, hızlı aksonal taşıma için gereklidir , Proc. Natl. Acad. Sci. AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ. , N o  94 (22), 1997, s.  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 kompleks Drosophila yapıştırılmış tarafından in vivo sitoplazmik dinein fonksiyonunun düzenlenmesi içinde, J Cell Biol. n o  131 (2), 1995, s.  411–425 . doi: 10.1083 / jcb.131.2.411. PMC 2199972. PMID 7593168 .
  23. SJ. Kral, TA. Schroer, Dynactin sitoplazmik dynein motorun işlenebilirliğini arttırır , Nature Cell Biology n o  2 (1), 2000, s.  20–24 . doi: 10.1038 / 71338. PMID 10620802 .
  24. MA. Berezuk, TA. Schroer, dinaktin artırır Kinesin-2'nin işlenebilme olarak, trafik 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, Dynactin'in 50-kD alt biriminin moleküler karakterizasyonu, kromozom hizalamasında ve mil organizasyonunda kompleks için işlevi ortaya koyar Mitoz sırasında , The Journal of Cell Biology n o  132 (4), 1996, s.  617-633 . doi: 10.1083 / jcb.132.4.617. PMC 2199864. PMID 8647893 .
  26. Karki Sher, LF. Erika Holzbaur, hücre bölünmesi ve hücre içi ulaşım Sitoplazmik ve dinein dinaktin olarak, in Celi Biology, Current Opinion n O  11 (1), 1 st Şubat 1999 , s.  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, Memeli mitotik iğ kutbunun organizasyonu için Zıt motor aktiviteleri gereklidir , J. Cell Biol. n o  135 (2), 1996, s.  399–414 . doi: 10.1083 / jcb.135.2.399. PMC 2121053. PMID 8896597 .
  28. A. Merdes, R. Heald, K. Samejima, WC. Kazan, DW. Cleveland, Numa arasında Dinein / dinaktin Dependent Transport mili Kutup oluşumu içinde, J Cell Biol. n o  149 (4), 2000, s.  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. Somon, Sitoplazmik dynein / dynactin , J Cell Biol'de kinetokor protein taşınmasını mil kutuplarına yönlendirir ve mitotik mil kontrol noktası inaktivasyonunda rol oynar . n o  155 (7), 2001, s.  1159–1172 . doi: 10.1083 / jcb.200105093. PMC 2199338. PMID 11756470 .
  30. DA. Starr, MÖ. Williams, TS. Hays, ML. Goldberg, ZW10 , J Cell Biol'de Dynactin ve Dynein'in Kinetochore'a Katılmasına Yardımcı Oluyor . n o  142 (3), 1998, s.  763–774 . doi: 10.1083 / jcb.142.3.763. PMC 2148168. PMID 9700164 .
  31. JL. Whited, A. Cassell, M. Brouillette, PA. Garrity, Dynactin postmitotik Drosophila fotoreseptör nöronları içinde nükleer konumu korumak için gereklidir , Geliştirme n o  131 (19), Ekim 2014, s.  4677–4686 . doi: 10.1242 / dev.01366. PMC 2714772. PMID 15329347 .
  32. M. Tsujikawa, Y. Omori J. Biyanwila J. Malicki, omurgalı fotoreseptör hücre çekirdeğine konumlandırma mekanizması içinde, Proc Natl Acad Sci USA , n O  ila 104, (37), 2007 , s.  14819–14824 . doi: 10.1073 / pnas.0700178104. PMC 1976238. PMID 17785424 .
  33. X. Xiang, G. Han, DA. Winkelmann, W. Zuo, NR. Morris sitoplazmik canlı hücrelerde dinein ve dinaktin karmaşık aktin-ilişkili protein Arp1 bir mutasyonun etkisi Dinamikleri içinde, Curr Biol. n o  10 (10), 2000, s.  603–606 . doi: 10.1016 / S0960-9822 (00) 00488-7. PMID 10837229 .
  34. KS. Bruno, JH. Tinsley, PF. Minke, M. Plamann, Neurospora crassa'nın sitoplazmik dynein, dinaktin ve nükleer dağılım mutantları arasındaki genetik etkileşimler , Proc Natl Acad Sci US A. n o  93 (10), 1996, s.  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, Sitoplazmik Dynein as a Facilitator of Nuclear Envelope Breakdown , in Cell n o  108 (1), 2012, s.  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, Sentrozomlarda Mikrotübül Ankrajı için Dynactin Gerekli , The Journal of Cell Biology n o  147 (2), 1999, s.  321–334 . doi: 10.1083 / jcb.147.2.321. PMC 2174233. PMID 10525538 .
  37. NJ. Quintyne, TA. Schroer, Sentrozomlarda Dynactin ve dynein için Distinct hücre döngüsüne bağımlı roller , The Journal of Cell Biology n o  159 (2), 2002, s.  245–254 . doi: 10.1083 / jcb.200203089. PMC 2173046. PMID 12391026 .