Myopodin
Differentiation- and stress-dependet nuclear cytoplasmic redistribution of myopodin, a novel actin-bundling protein Weins A, Schwartz K, Faul С, Barisoni L, Linke W.A, Mundel P. J.Cell Biol. 2001 155(3). P. 393-403
Новый белок миоподин обнаруживается в скелетных и сердечной мышцах. Он содержит РРХY мотив и множественные РХХР мотивы. Миоподин колокализуется с альфа-актинином и обнаруживается в Z-дисках. В миобластах миоподин обнаруживает преимущественную ядерную локализацию. Во время дифференцировки мышечных трубок миоподин связывается со стрессовыми волокнами в виде точечного паттерна, прежде чем инкорпорироваться в Z-диски. Миоподин м. непосредственно связывать актин и содержит новый актин-связывающий сайт в центре белка. Миопдин обладает актин-связывающей активностью. В условиях стресса миоподин накапливается в ядре и уходит из цитоплазмы. Переход в ядро чувствителен к лептомицину В несмотря на отсутствие классических последовательностей для экспорта в ядро	У позвоночных Z-диски являются сложными структурами, выполняющими несколько важный функций: (а) они стабилизируют якорные актиновые филаменты во время контракции, необходимых для трансмиссии механичевких усиолий вдоль серийно связанных саркомеров; (б) они представляют собой место присоединения для др. цитоскелетных белков, таких как десмин, небулин и титин; (в) эффективно передают усилия, отвечая динамически на механические стрессы путем передачи их в сотовые структуры. Хотя Z-диски являются местами, где актиновые филаменты от противопложных полусаркомеров поперечно связываются с помощью α-актинина, становится ясным, что в формировании структуры Z-дисков, Z-единиц, участвует больше белков. Так, участвуют N-концы титиновых частиц с помощью соотв. связывающих сайтов для α-актинина и Е-cap/telethonin. Затем nebulin (nebulette в сердечной мышце) также вступают в Z-диски своими С-концами, и возможно, что эти полипептиды создают также места прикрепления для α-акинина, актина и титина. На периферии Z-диска взаимодействие между актином и титином выявлено в сердечной мышце. Однако, область титина на периферии Z-диска хорошо комплексуется с А-фктином с помощью добавочных белков. Потенциальным кондидатом на участие формирования четвертичных комплексов с актином и титином является миоподин, второй член семейства генов synaptopodin. Синаптоподин является богатым пролином и ассоциированным с актином белком, строго экспрессирующимся в дифференцирующихся подоцитах почечных гломерул и в дендритах телэнцефалона. Это линейная молекула без глобулярных доменов. Ее экспрессия зависит от дифференцировки (экспрессия в подоцитах совпадает с прекращением роста и процессом дифференцировки). Показано, что миоподин обладает актин-связывающей активностью и способностью давать пучки актина, он курсирует между ядром и цитоплазмой в зависимости от дифференцировки и стрессов. Это белок примерно в 80 кДа в скелетных мышцах и примерно в 95 кДа в сердце. различия, по-видимому, связаны с посттрансляционными модификациями. МРНК в сердце и скелетных мышцах одинакова. Альтернативный сплайсин м.б. исключен, т.к. миоподин не имеет итронов. Синаптоподин и миоподин гомологичны на 50%. первый имеет 20% пролина, а второй 13, которые равномерно распределны, что объясняет их высокую чувствиетльность к протеолитической деградации. Однако, только синаптоподин содержит т.наз PEST мотивы, которые м. направлять белок на быструю деградацию протеосомами. Линейная структура белков позволяет быстрые и эффективные взаимодействия со множественными белкаим. Идея, что миоподин выполняет роль адапторного белка, подтверждается присутствием множественных РХХР моnивов для связывания потенциального SH3 домена и присутствием одиночного PPXY мотива, отвечающего за взаимодействие с WW доменом различных структурных и сигнальныхбелков. В отличиео синаптоподина миоподин содержит также у потенциальных NLS. Миоподин и синаптоподин непосредственно связываются с актином. Он обнаруживается в Z-диске. В немышечных клетках (фибробластах) распределние &alpha:-актинина и др белков стрессовых волокон сходно в поперечно исчерченных мышцах, что позволило предположить саркомерную модель для структуры стрессовых волокон. Очевидно, что члены семейства синаптоподинов участвуют в организации или регуляции Z-дисков в поперечно-исчерченных мышечных клетках и в эквивалентах Z-диков в подоцитах. экспрессия синаптоподина в нейронах и подоцитах ограничена поздними стадиями клеточнойц дифференцировки. в недифференцированных миобластах миоподин экспрессируется примущественно в ядре и в занчительно меньшей степени в цитоплазме. В дифференцированных мышечных трубках он включается в Я-диски и не обнаруживается в ядрах. Наиболее существенные различия между миоподином и синаптоподином в способности миоподина транслоцироваться в ядро и индуцировать ядерное образование актиновых пучков. Образующиеся в ядре петли напоминали по своему виду те, что индуцировались supervillin, vtvmhfy-ассоциированным F-актин-связывающим белком из сверхсемейства villin/gelsolin. Подобно миоподину супервиллин содержит несколько ТДЫыб транслоцируется в ядро и образует пучки F-актина. Однако индуцируемые миоподином петли чувствительны к разрушению актиновых филамент с помощью lat-A и не содержат ядерного цитоскелетного белка ламинина. Функциональное занчение образования ядерных актиновых петель остается неясным. Растут доказатеьства как присутствия, так и импорта актина и актин-ассоциированных белков в ядре. С-терминальный домен ламинина А связывается с ядерным актином, это указывает на то, что ассоциированный с актином молекулярнный мотор связан с ядерной ламиной. должен участвовать в движении или модификации хроматиновых доменов. Эта гипотеза подтвержается наличием типа I миозина в ядре. Новоая изоформа немышечного α-актинина, названнная актинин-4, сдвигается из цитоплазмы в ядро после ингибирования фосфоатидилинозитола 3 киназы или деполимеризации актина. Конформационные различия между цитоплазматическим и ядерным актином выявляются с помощью моноклональных антител. Актин содержит две NES последовательности в средней части молекулы. Экспрессия актиновых мутантов с нарушенными NESs индуцирует снижение пролиферативного потенциала клеток, указывая тем самым на роль актина в делениях клеток. Zyxin, регулятор актиновых филамент курсирует между фокальными контактами и ядром, где он находит митотический аппарат путем взаимодействия с р-warts/LATS1 опухолевого супрессора. Белок EAST дрозофилы контролирует ядерный цитосклет путем осуществления ядерного импорта СР60 и актина. Все это указывает на то.что компоненты актинового цитоскелета присутствуют в ядре при физиолоических условиях. Модуляция ядерного актинового содержимого или состояния полимеризаци необходимо для поддержания нрмальной клетоной функции. Показана обратимая транслокация цитоплазматического актиена в ядро и формирование внутриядерных пучков актиновых филамент после обработки DMSO. При этом наблюдается ассоциация cofilin с ядерным актином. Воздействие тепловым шоком на миобласты и мышечные трубки индуцирует истощение в цитоплазме и накопление в ядре миоподина, даже после включения его в зрелые Z-диски. Актин имеет два NESs и накапливается в ядре после инактивации NESs/ Миоподин не имеет NES, но все накапливается в ядре после воздействия LBM. Итак, стресс запускает определенные клеточные реакции, во время которых миоподин м. обеспечивать как сигнальными, так и регуляторными молекулами. Как же миоподин транслоцируется в ядро? Два потенциальных ТДЫы необязательны для транспорта в ядро. Nuclear-shuttling (NS) - это участки в 30 и 60 аминокислот, они связываются с transportin белками, котрые обеспечивают как ядерный импорт, так и экспорт. Все белки, содержащие сигнал эжтого типа, ассоциируют с мРНК. В противоположность базовым аминокислотам типа ТДЫы и лейцин-богатым NESs, NS мотивы менее сохранны и, следовательно, нуждаются в формировании для каждого белка. Какова же функция миоподина? Он прямо связывается с актином. Он формирует пучки актиновых филамент в цитоплазме и ядре, обнаруживаются вдоль цитоплазматических актиновых филамент в виде точечного паттерна и в Z-дисках, где он ко-локализуется с α-актнином. В яде же миоподин не коэкспрессируется с α-актнином. ядре он м. подобно EAST белку дрозофилы модулировать базирующийся на актине ядерных эндоскелет. предполагается, что подобно zyxin он м играть двойную роль как структурный белок в Z-дисках и как регуляторный белок сигнального пути между ядром и Z-дисками во время развития в ситуациях клеточного стресса.

У позвоночных Z-диски являются сложными структурами, выполняющими несколько важный функций: (а) они стабилизируют якорные актиновые филаменты во время контракции, необходимых для трансмиссии механичевких усиолий вдоль серийно связанных саркомеров; (б) они представляют собой место присоединения для др. цитоскелетных белков, таких как десмин, небулин и титин; (в) эффективно передают усилия, отвечая динамически на механические стрессы путем передачи их в сотовые структуры.

Хотя Z-диски являются местами, где актиновые филаменты от противопложных полусаркомеров поперечно связываются с помощью α-актинина, становится ясным, что в формировании структуры Z-дисков, Z-единиц, участвует больше белков. Так, участвуют N-концы титиновых частиц с помощью соотв. связывающих сайтов для α-актинина и Е-cap/telethonin. Затем nebulin (nebulette в сердечной мышце) также вступают в Z-диски своими С-концами, и возможно, что эти полипептиды создают также места прикрепления для α-акинина, актина и титина. На периферии Z-диска взаимодействие между актином и титином выявлено в сердечной мышце. Однако, область титина на периферии Z-диска хорошо комплексуется с А-фктином с помощью добавочных белков. Потенциальным кондидатом на участие формирования четвертичных комплексов с актином и титином является миоподин, второй член семейства генов synaptopodin.

Синаптоподин является богатым пролином и ассоциированным с актином белком, строго экспрессирующимся в дифференцирующихся подоцитах почечных гломерул и в дендритах телэнцефалона. Это линейная молекула без глобулярных доменов. Ее экспрессия зависит от дифференцировки (экспрессия в подоцитах совпадает с прекращением роста и процессом дифференцировки).

Показано, что миоподин обладает актин-связывающей активностью и способностью давать пучки актина, он курсирует между ядром и цитоплазмой в зависимости от дифференцировки и стрессов. Это белок примерно в 80 кДа в скелетных мышцах и примерно в 95 кДа в сердце. различия, по-видимому, связаны с посттрансляционными модификациями. МРНК в сердце и скелетных мышцах одинакова. Альтернативный сплайсин м.б. исключен, т.к. миоподин не имеет итронов.

Синаптоподин и миоподин гомологичны на 50%. первый имеет 20% пролина, а второй 13, которые равномерно распределны, что объясняет их высокую чувствиетльность к протеолитической деградации. Однако, только синаптоподин содержит т.наз PEST мотивы, которые м. направлять белок на быструю деградацию протеосомами. Линейная структура белков позволяет быстрые и эффективные взаимодействия со множественными белкаим. Идея, что миоподин выполняет роль адапторного белка, подтверждается присутствием множественных РХХР моnивов для связывания потенциального SH3 домена и присутствием одиночного PPXY мотива, отвечающего за взаимодействие с WW доменом различных структурных и сигнальныхбелков. В отличиео синаптоподина миоподин содержит также у потенциальных NLS.

Миоподин и синаптоподин непосредственно связываются с актином. Он обнаруживается в Z-диске. В немышечных клетках (фибробластах) распределние &alpha:-актинина и др белков стрессовых волокон сходно в поперечно исчерченных мышцах, что позволило предположить саркомерную модель для структуры стрессовых волокон. Очевидно, что члены семейства синаптоподинов участвуют в организации или регуляции Z-дисков в поперечно-исчерченных мышечных клетках и в эквивалентах Z-диков в подоцитах. экспрессия синаптоподина в нейронах и подоцитах ограничена поздними стадиями клеточнойц дифференцировки. в недифференцированных миобластах миоподин экспрессируется примущественно в ядре и в занчительно меньшей степени в цитоплазме. В дифференцированных мышечных трубках он включается в Я-диски и не обнаруживается в ядрах.

Наиболее существенные различия между миоподином и синаптоподином в способности миоподина транслоцироваться в ядро и индуцировать ядерное образование актиновых пучков. Образующиеся в ядре петли напоминали по своему виду те, что индуцировались supervillin, vtvmhfy-ассоциированным F-актин-связывающим белком из сверхсемейства villin/gelsolin. Подобно миоподину супервиллин содержит несколько ТДЫыб транслоцируется в ядро и образует пучки F-актина. Однако индуцируемые миоподином петли чувствительны к разрушению актиновых филамент с помощью lat-A и не содержат ядерного цитоскелетного белка ламинина. Функциональное занчение образования ядерных актиновых петель остается неясным.

Растут доказатеьства как присутствия, так и импорта актина и актин-ассоциированных белков в ядре. С-терминальный домен ламинина А связывается с ядерным актином, это указывает на то, что ассоциированный с актином молекулярнный мотор связан с ядерной ламиной. должен участвовать в движении или модификации хроматиновых доменов. Эта гипотеза подтвержается наличием типа I миозина в ядре. Новоая изоформа немышечного α-актинина, названнная актинин-4, сдвигается из цитоплазмы в ядро после ингибирования фосфоатидилинозитола 3 киназы или деполимеризации актина. Конформационные различия между цитоплазматическим и ядерным актином выявляются с помощью моноклональных антител. Актин содержит две NES последовательности в средней части молекулы. Экспрессия актиновых мутантов с нарушенными NESs индуцирует снижение пролиферативного потенциала клеток, указывая тем самым на роль актина в делениях клеток. Zyxin, регулятор актиновых филамент курсирует между фокальными контактами и ядром, где он находит митотический аппарат путем взаимодействия с р-warts/LATS1 опухолевого супрессора. Белок EAST дрозофилы контролирует ядерный цитосклет путем осуществления ядерного импорта СР60 и актина. Все это указывает на то.что компоненты актинового цитоскелета присутствуют в ядре при физиолоических условиях. Модуляция ядерного актинового содержимого или состояния полимеризаци необходимо для поддержания нрмальной клетоной функции.

Показана обратимая транслокация цитоплазматического актиена в ядро и формирование внутриядерных пучков актиновых филамент после обработки DMSO. При этом наблюдается ассоциация cofilin с ядерным актином. Воздействие тепловым шоком на миобласты и мышечные трубки индуцирует истощение в цитоплазме и накопление в ядре миоподина, даже после включения его в зрелые Z-диски. Актин имеет два NESs и накапливается в ядре после инактивации NESs/ Миоподин не имеет NES, но все накапливается в ядре после воздействия LBM. Итак, стресс запускает определенные клеточные реакции, во время которых миоподин м. обеспечивать как сигнальными, так и регуляторными молекулами.

Как же миоподин транслоцируется в ядро? Два потенциальных ТДЫы необязательны для транспорта в ядро. Nuclear-shuttling (NS) - это участки в 30 и 60 аминокислот, они связываются с transportin белками, котрые обеспечивают как ядерный импорт, так и экспорт. Все белки, содержащие сигнал эжтого типа, ассоциируют с мРНК. В противоположность базовым аминокислотам типа ТДЫы и лейцин-богатым NESs, NS мотивы менее сохранны и, следовательно, нуждаются в формировании для каждого белка.

Какова же функция миоподина? Он прямо связывается с актином. Он формирует пучки актиновых филамент в цитоплазме и ядре, обнаруживаются вдоль цитоплазматических актиновых филамент в виде точечного паттерна и в Z-дисках, где он ко-локализуется с α-актнином. В яде же миоподин не коэкспрессируется с α-актнином. ядре он м. подобно EAST белку дрозофилы модулировать базирующийся на актине ядерных эндоскелет. предполагается, что подобно zyxin он м играть двойную роль как структурный белок в Z-дисках и как регуляторный белок сигнального пути между ядром и Z-дисками во время развития в ситуациях клеточного стресса.

Differentiation- and stress-dependet nuclear cytoplasmic redistribution of myopodin, a novel actin-bundling protein