|
ORIGINAL RESEARCH PAPER Higgs, H. N. & Pollard, T. D. Activation by Cdc42 and PIP2 of Wiskott-Aldrich syndrome protein (WASP) stimulates actin nucleation by Arp2/3 complex. J. Cell Biol. 150, 1311-1320 (2000). [ ] | | | Rohatgi, R. et al. Mechanism of N-WASP activation by CDC42 and Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. J. Cell Biol. 150, 1299-1309 (2000). [ ] | | | FURTHER READING Cameron, L. A. et al. Secrets of actin-based motility revealed by a bacterial pathogen. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 1, 110-119 (2000) [At a glance <> ] | Article | | | Kim, A. S., Kakalis, L.T., Abdul-Manan, N., Liu, G.A. & Rosen, M.K. Autoinhibition and activation mechanisms of the Wiskott-Aldrich syndrome protein. Nature 404, 151-158 (2000). | Article | | | Blanchoin, L. et al. Direct observation of dendritic actin filament networks nucleated by Arp2/3 complex and WASP/Scar proteins. Nature 404, 1007-1011 (2000). | Article | | ISI | |
Считается, что члены protein ( )семейства являются интерпретаторами языка клеточных движений, трудного для изучения. Получены некоторые укзания на то, как липиды и белки сотрудничают при активировании двух членов семейства WASP. Детали, по-видимому, белок-специфичны, но в общем послание одно и тоже - активация удерживает их от биения своими собственными хвостами.
Как Cdc42 и кислые фосфолипиды активируют WASP. На вставке видно гало от актиновой филаменты (красный цв.), окружающее пузырек (зеленый цв). Фото Henry Higgs and Tom Pollard, Salk Institute, La Jolla, California, USA.
Nucleation актина стимулируется с помощью Arp2/3 комплекса, который активируется с помощью WASPs. Малая GTPase, , и фосфолипид, phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PtdIns(4,5)P2),активируют WASPs, но как неясно: рекомбинантные WASPs часто обнаруживают некую конституитивную активность, а неактивная GDP-связанная Cdc42 иногда, по-видимому, способна активировать их.
Henry Higgs и Tom Pollard установили, что очищенный WASP сам по себе не оказывает влияния на скорость полимеризации актина, но что micelles, содержащие PtdIns(4,5)P2 активируют полимеризацию актина посредством WASP. В присутствии Cdc42, PtdIns(4,5)P2 micelles, или пузырьки, содержащие PtdIns(4,5)P2 или др. кислый фосфолипид, phosphatidylserine, образуют гало полимеризованного актина, окружающее фосфолипид (рис.). Этот эффект, нуждающийся в PtdIns(4,5)P2 или phosphatidyl-serine, и в Cdc42, должен быть как GTP-bound, так и prenylated, указывая тем самым на то, что он нуждается в ассоциации с мембраной, чтобы действовать.
Rohatgiи сотр., работая с рекомбинантной формой широко экспрессируемой обнаружили, что Cdc42, но не PtdIns(4,5)P2, м. частично активировать N-WASP, и что эти две молекулы синергично активируют полностью N-WASP. Идентифицирована базовая область, близкая к Cdc42-связывающему домену, которая, по-видимому, связывает PtdIns(4,5)P2. В системе нуклеации актина мутантный N-WASP без этого домена остается чувствительным к Cdc42, но нечувствителен к аддитивным эффектам Cdc42 и PtdIns(4,5)P2. Ранее было показано, что PtdIns(4,5)P2 стимулирует полимеризацию актина в экстрактах яиц Xenopus. Этот эффект зависит от N-WASP, но делеционный мутант также м. транслировать PtdIns(4,5)P 2 сигнал для ограниченной полимеризации актина, правда более медленно.
WASP's С-конец является конституитивно активным. Это указывает на наличие аутоингибирующего механизма. Было установлено, что отдельный Cdc42-связывающий домен м. обуздать активность, включая C мотив и кислую область(C и A на рис.), С-конца в транс-положении. Полной длины N-WASP, однако, не м. ингибировать N-WASP's С-конец, возможно из-за того, что белок полной длины складывается в автоингибирующую конформацию. Higgs и Pollard нашли, что ингибирование С-конца WASP's связано с GTP-Cdc42, но не с PtdIns(4,5)P2,тогда как Rohatgi и сотр. нашли, что их межмолекулярный ингибирующий комплекс регулируется точно таким же образом, как у дикого типа N-WASP.
Остается понять, что WASPs, Cdc42 and PtdIns(4,5)P 2 сообщают др. др. WASP и N-WASP отвечают на два своих активатора несколько отлично.
|
ORIGINAL RESEARCH PAPER
Lee, E. & De Camilli, P. Dynamin at actin tails. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 161-166 (2002) | PubMed | ISI | Orth, J. et al. The large GTPase dynamin regulates actin comet formation and movement in living cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 167-172 (2002) | PubMed | ISI | |
GTPase dynamin является ключевой для деления пузырьков во время эндоцитоза и секреции. Кроме того было установлено, что dynamin взаимодействует с актин-регуляторными белками и локализуется в сайтах, богатых актином. Получены доказательства того, что dynamin м. контролировать actin nucleation из мембран, регулируя comet formation and movement.
Группы De Camilli и McNiven - изучали регуляцию нуклеации (закладки) актина в актиновые кометы. Actin comets индуцируются при инфекции Listeria monocytogenes или в результате накопления phosphatidylinositol 4,5- bisphosphate (благодаря избыточной экспрессии phosphatidylinositol phosphate 5-kinase), который индуцирует активность актин-регуляторных белков. Нагрузив dynamin 2 зеленым флюоресцирующим белком (GFP) и окрашивая filamentous (F-)актин с помощью phalloidin или актин-связывающим белком cortactin, обе группы установили, что паттерн GFP флюоресценции в точности напоминает тот, что характерен для F-actin в comets. Dynamin обнаруживался в большом количестве на верхушках пузырьков вблизи мембран.
Live imaging подтвердило, что dynamin включается в формирующиеся кометы. Используя мутации динамина для обнаружения изменений в формировании или динамике актиновых хвостов, было установлено, что GTPase-дефицитные dynamin-GFP мутанты - которые оказывают доминантно-негативный эффект на эндоцитоз - уменьшают количество и скорость образования комет и вызывают появление коротких и искривленных комет.
Область dynamin, которая непосредственно связывается с cortactin, и кроме того с радом др. актин-регуляторных белков, является proline-rich domain (PRD), так что ее вовлечение в направление динамина в актиновые кометы изучали с использованием PRD-делеционных мутантов (dynaminPRD-GFP). Клетки, экспрессирующие dynaminPRD-GFP, формировали меньше комет, нов отличие от GTPase-дефицитных мутантов, кометы были длиньше. Существенно, что dynaminPRD-GFP не м.б. обнаружены в кометах, указывая тем самым, что PRD необходим для направления динамина в эти и возможно в др. актиновые структуры.
Какова же функциональная роль динамина в актиновых кометах? Исходя из его способности связываться с компонентами actin-nucleating machinery, предполагается, что динамин регулирует actin-nucleation. Кроме того, на основании того, что он ассоциирует также с липидным двуслоем, его роль м.б. непосредственной в этой нуклеации (закладке)в специфических мест, таких как покрытые оболочкой ямки, участвующие в эндоцитозе. Возможно, однако, что взаимодействие между динамином и актином происходит в сайтах, не связанных с эндоцитозом.