Tensin1 and a previously undocumented family
member, tensin2, positively regulate cell migration Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 99, Issue 2, 733-738, January 22, 2002 | |
|
Tensin является молекулой фокальных адгезий (слипчивых соединений), который связывается с актиновыми филаментами и участвует в передаче сигналов. Охарактеризован ранее недокументированный член семейства tensin2/KIAA 1075.кДНК tensin2 человека кодирует белок в 1,285-aa, который обнаруживает значительную гомологию с tensin1 на N- и С-терминальных концах, которые включают актин-связывающий домен, Src homology 2 (SH2) домен, и phosphotyrosine binding (PTB) домен. Анализ геномной структуры tensin1 и tensin2 указывает на то, что они относятся к одному семейству. Анализ распределения мРНК tensin2 выявил высокий уровень экспрессии в сердце, почках, скелетных мышцах и печени. Эндогенные и рекомбинантные tensin2 экспрессируются в виде белка в 170-kDa в NIH 3T3 клетках. Субклеточная локализация tensin2 определялась с помощью трансфекции green fluorescence protein (GFP)-tensin2 слитой конструкции. Показано, что тензин2 локализуется также в фокальных адгезиях. Наконец, функциональный анализ тензиновых генов показал, что экспресся тензиновых генов способствует миграции клеток на фибронектине. | Alignment of human tensin1 and tensin2 aa sequences. | Tissue distribution of tensin2 mRNA. | The apparent molecular masses of recombinant and endogenous tensin2 in NIH 3T3 cells. | Localization of GFP-tensin2 fusion proteins in NIH 3T3 cells. | Expression of tensin promotes cell migration. | Organization of human tensin genes. | |
Tensin1 это белок в 220-kDa, локлизующийся в фокальных адгезиях, трансмембранных слипчивых соединениях между внеклеточным матриксом и цитоскелетом. Выявляются два транскрипта во всех исследованных тканях мыши, тогда как большинство тканей человека экспрессирует один трансткрипт, за исключением сердца и скелетных мышц, где обнаружены два транскрипта. N-терминальная часть tensin1 способна взаимодействовать с актиновыми филаментами. В этой области имеются также гомологиченые auxilin (покровный белок клатрином покрытых пузырьков головного мозга) последовательности, GAK (a cyclin G associated kinase;), и PTEN/MMAC 1 (phosphatase and tensin1 homologue on chromosome 10/mutated in multiple advanced cancers 1: опухолевый супрессор на хросомосе 10q23 человека;). Значение этого сходства последовательностей неясно, т.к. ни одна из этих молекул не связана с F-actin и только GAK обнаруживается в фокальных адгезиях. Центральная часть tensin1 способна замедлять полимеризацию G-actin в результате взаимодействия с колючим концом актина. С-терминальная часть тензина1 содержит два phosphotyrosine-связывающих мотива, Src homology domain 2 (SH2) и phosphotyrosine-binding domain (PTB). В дополнение к взаимодействию с phosphotyrosine, тензин1 сам является фосфопротеином. Некоторые факторы, включая внеклеточный матрикс, platelet-derived growth factor (PDGF), thrombin, angiotensin и онкогены, такие как v-src или bcr/abl, как известно, индуцируют фосфорилирование тирозина у tensin1. Кроме того, tensin1 является субстратом для calpain II, протеазы фокальных адгезий, участвующей в дис/ассмаблее фокальных адгезий. Все это указывает на то, что tensin1 действует как мостик, связывающий extracellular matrix (ECM), актиновый цитосклет и передачу сигналов.
Помимо фокальных адгезий тензин й концентрируется также в фибриллярных адгезиях (или ECM контактах). Эти структуры содержат интегрин α5β1 и связывают фибриллы фибронектина параллельно актиновым пучкам и тензин1, но не содержат др. молекулы фокальных адгезий, подобно vinculin и paxillin в системе первичных фибробласах человека. Тензин1 является критическим для транслокации интегрина прочь из фокальных адгезий в фибриллярные адгезии и для фибронектинового фибриллогенеза, в результате которого растворимые молекулы фибронектина превращаются в рабочие фибриллярные матрицы.
Считается, что tensin1 широко экспрессируется у эмбрионов мыши и в различных тканях взрослых. Мыши без tensin1 развиваются нормально и, по-видимому, здроровы в течение нескольких месяцев. В то время как большинство тканей нормально у старых мышей, множественные цисты обнаруживаются в почках. Прогрессивное образование цист ведет к дегенерации почек и мыши погибают от почечной недостаточности. Кроме того выявлена задержка процесса регенерации мышц у этих мутантных мышей. Учитывая факт, что генетическое устранение многих молекул фокальных адгезий, включая integrin α5β1, focal
adhesion kinase, и vinculin ведут к ранней эмбриональной летальности, относительно относительно нетяжелые фенотипические отклонения у нулевых tensin1 мышей неожиданы. Очевидно его потеря компенсируется.
Идентифицирован новый член семейства tensin, tensin2, его структура, паттерн экспрессии, мол. масса и субклеточное распределение. Функциональный анализ показал, что этот ген позитивно регулирует подвижность клеток.
Авт. установили, что последовательности кДНК KIAA 1075 обнаруживают последовательности, сходные с тковыми тензина1 и новый ген был назван tensin2. Аминокислотные последовательности tensin2 содержат актин-связывающий домен тензина1, PTEN(phosphatase and
tensin1 homologue on chromosome 10) гомологичную область и SH2 и
PTB домены. Это сходство отражается и на геномном уровне. Размеры и расположение экзонов, кодирующих эти домены, почти идентичны у tensin1 и tensin2, следовательно, функция этих доменов законсервирована эволюционно.
Несмотря на высокое сходство последовательностей полипептидов обоих концов тензинов центральная область обнаруживает очень ограниченную гомологию, если вообще обнаруживает. Центральная область тензина2 очень боката остатками пролина, которые составляют потенциальные сайты связывания для взаимодействующих модулей , такх как SH3 и WW домены. Кроме того эта часть тензина 2 не содержит insertin (или actin-capping) домена, который присутствует в тензине1, указывая на то, что тензин2, по-видимому, неспособен регулировать полимеризацию актина. Следовательно, центральная часть белка модифицирована для др. функции.
Tensin1-null мыши имеют кистоз почек и нарушение процессов заживления поврежденных скелетных мышц. Предполагается, что первичный эффект связан с дефектами процессов регенерации. С этим наблюдаением согласуется тот факт, что регенерация поврежденных мышц у tensin1 null мышей задержана. Предполагается, что tensin1 связан с регуляцией миграции клеток. В данной работе было показано, что как tensin1, так и tensin2 способствуют миграции HEK 293 клеток, экспрессирующих белок, и что клетки без tensin1 мигрируют медленнее. Миграция клеток является сложным процессом, который необходим для экстенсивной перестройки цитоскелета и сигнальных молекул. Предполагается, что tensin гены м. служить как медиаторы, которые облегчают рекрутирование актиновых филамент и phosphotyrosine-содержащих белков, участвующих в процессе миграции в фокальные адгезии. Некоторые внутриклеточные молекулы фокальных адгезий, включая focal adhesion kinase (Fak), zyxin, vinculin, enabled/vasodilator-stimulated phosphoprotein (Ena/VASP), p130Cas и малые GTPases участвуют в регуляции миграции клеток. Избыточная экспрессия Fak усиливает миграцию клеток, тогда как отсутствие экспрессии Fak редуцирует миграцию клеток. Напротив, избыточная экспрессия vinculin супрессирует миграцию клеток, а vinculin-null клетки мигрируют быстрее, чем нормальные. Сходным образом избыточная экспрессия Ena/VASP редуцирует подвижность клеток, тогда как устранение Ena/VASP из ведущего края и фокальных адгезий способствует миграции клеток. Нарушение взаимодействия между zyxin и α-actinin супрессирует миграцию. Наконец, активация Rac1, Cdc42, и RhoA способна индуцировать образование ламмелоподий, мембранных выпячиваний (ruffles), филоподий и фокальных адгезий и способствовать миграции клеток. Необходимо дальнейшее исследование тензиновых генов на любом из этих путей.