Gelsolin je aktin-vezujući protein koji je ključni regulator sastavljanja i rastavljanja aktinskih niti. Gelsolin je jedan od najmoćnijih članova superporodice gelsolin/vilin koja razdvaja aktin, jer ga odvaja sa gotovo 100% efikasnošću. Ćelijski gelsolin, nađen u citosolu i mitohondrijama ima blisko povezan izlučeni oblik, plazmatski gelsolin, koji sadrži dodatnih 24 AA N-terminalnih nastavaka.]] Sposobnost gelsolina u plazmi da razreže aktinske filamente pomaže tijelu da se oporavi od bolesti i ozljeda koje propuštaju ćelijski aktin u krv. Osim toga, ima važnu ulogu u urođenoj imunosti, domaćina, aktivirajući makrofage i lokalizirajući upalu.
Aminokiselinska sekvenca Dužina polipeptidnog lanca je 782 aminokiseline, а molekulska težina 85.698 Da. 1020304050 MAPHRPAPALLCALSLALCALSLPVRAATASRGASQAGAPQGRVPEARPN SMVVEHPEFLKAGKEPGLQIWRVEKFDLVPVPTNLYGDFFTGDAYVILKT VQLRNGNLQYDLHYWLGNECSQDESGAAAIFTVQLDDYLNGRAVQHREVQ GFESATFLGYFKSGLKYKKGGVASGFKHVVPNEVVVQRLFQVKGRRVVRA TEVPVSWESFNNGDCFILDLGNNIHQWCGSNSNRYERLKATQVSKGIRDN ERSGRARVHVSEEGTEPEAMLQVLGPKPALPAGTEDTAKEDAANRKLAKL YKVSNGAGTMSVSLVADENPFAQGALKSEDCFILDHGKDGKIFVWKGKQA NTEERKAALKTASDFITKMDYPKQTQVSVLPEGGETPLFKQFFKNWRDPD QTDGLGLSYLSSHIANVERVPFDAATLHTSTAMAAQHGMDDDGTGQKQIW RIEGSNKVPVDPATYGQFYGGDSYIILYNYRHGGRQGQIIYNWQGAQSTQ DEVAASAILTAQLDEELGGTPVQSRVVQGKEPAHLMSLFGGKPMIIYKGG TSREGGQTAPASTRLFQVRANSAGATRAVEVLPKAGALNSNDAFVLKTPS AAYLWVGTGASEAEKTGAQELLRVLRAQPVQVAEGSEPDGFWEALGGKAA YRTSPRLKDKKMDAHPPRLFACSNKIGRFVIEEVPGELMQEDLATDDVML LDTWDQVFVWVGKDSQEEEKTEALTSAKRYIETDPANRDRRTPITVVKQG FEPPSFVGWFLGWDDDYWSVDPLDRAMAELAA
C: Cistein D: Aspartat E: Glutamat F: Fenilalanin G: Glicin H: Histidin I: Izoleucin K: Lizin L: Leucin M: Metionin N: Asparagin P: Prolin Q: Glutamin R: Arginin S: Serin T: Treonin V: Valin W: Triptofan Y: Tirozin
Struktura
Gelsolin je protein od 82 kD sa šest homolognih poddomena, koji se nazivaju S1-S6. Svaki poddomen se sastoji od petolančanog β-lista, okruženog sa po dva α-heliksa, jednim postavljenom okomito u odnosu na niti, a drugim paralelno. Βeta-listovi tri N-terminalna poddomena (S1-S3) spajaju se kako bi formirali prošireni β-list, kao i β-listovi C-terminalnalnog poddomena (S4-S6).
Regulacija Među lipid-vezujućim aktin-regulatornim proteinima, gelsolin (poput kofilina) prvenstveno veže polifosfoinozitid (PPI). Vezivne sekvence u gelsolinu jako liče motivima u drugim proteinima koji vežu PPI.
Gelsolinovu aktivnost stimuliraju ioni kalcija (Ca2+). Iako protein zadržava svoj ukupni strukturni integritet i u aktiviranom i u deaktiviranom stanju, spiralni rep S6 kreće se poput zasuna, u zavisnosti od koncentracije kalcijevih iona. C-terminalni kraj detektira koncentraciju kalcija unutar ćelije. Kad nema Ca2+, rep S6 štiti mjesta koja se vezuju za aktin na jednoj od spirala S2. Kada se ion kalcija veže za rep S6 , međutim, ispravlja se, izlažući mjesta vezanja aktina S2. N-terminal je direktno uključen u presijecanje aktina. S2 i S3 se vezuju za aktin prije nego što se S1 prekine s vezama aktin-aktin i zatvori bodljikavi kraj.
Gelsolin se može inhibirati lokalnim porastom koncentracije fosfatidilinositol (4,5)-bisfosfata (PIP2 ), PPI. Ovo je proces u dva koraka. Prvo, (PIP2) veže se za S2 i S3, inhibirajući vezanje gelsolina na strani aktina. Zatim se (PIP2) veže za gelsolin S1, sprječavajući ga da prekine djelovanje aktina, iako se (PIP2) ne veže izravno na mjesto vezanja gelsolina za aktin.
Gelsolinovo presecanje aktina, za razliku od presecanja mikrotubula po kataninu, ne zahtijeva nikakav dodatni unos energije.
Ćelijska funkcija
Kao važan regulator aktina, gelsolin ima ulogu u stvaranju podosoma (zajedno s Arp3, kortaktinom i Rho GTPazama).
Gelsolin također inhibira apoptozu, stabilizacijom mitohondrija. Prije ćelijske smrti, mitohondrija normalno gube membranski potencijal i postaju propusnije. Gelsolin može spriječiti oslobađanje citohroma C, ometajući pojačavanje signala koje bi dovelo do apoptoze.
Aktin se može umrežiti u gel, pomoću proteina umrežavanja aktina. Gelsolin može pretvoriti ovaj gel u sol, otuda i naziv gelsolin.
Studije na životinjama
Istraživanja na miševima sugeriraju da se gelsolin, kao i drugi proteini koji razdvajaju aktin, ne eksprimira u značajnoj mjeri tek nakon ranog embrionskog stadija – otprilike dvije sedmice u mišjim embrijima. U odraslih primjeraka, međutim, gelsolin je posebno važan u pokretnim ćelijama, poput krvnih trombocita. Miševi s nultom oznakom gena koji kodiraju gelsolin prolaze normalan embrionski razvoj, ali je deformacija njihovih krvnih pločica smanjila njihovu pokretljivost, što je rezultiralo sporijim odgovorom na zacjeljivanje rana.
Pokazalo se da nedostatak gelsolina kod miševa uzrokuje povećanu propusnost vaskularne plućne barijere, što ukazuje da je gelsolin važan u odgovoru na ozljedu pluća.
Srodni proteini
Sekvenca poređenja ukazuju na avolucijski odnos između gelsolina, vilina, fragmina i severina. Šest velikih ponavljajućih segmenata javlja se u gelsolinu i villinu, a tri slična segmenta u severinu i fragminu. Višestruka ponavljanja su u strukturi (ali jedva u sekvenci) povezani sa ADF-H domenom, tvoreći natporodicu (IPR029006). Čini se da je porodica evoluirala iz predačke sekvence od 120 do 130 aminokiselinskih ostataka.
Asgard archaea kodira mnoge funkcionalne gelsoline.
Interakcije
Gelsolin je citoplazmatski protein, reguliran kalcijem, aktivno modulirajući protein koji se veže na bodljikave krajeve aktinskih niti, sprječavajući izmjenu monomera (blokiranje kraja ili zatvaranje). Može promovirati nukleaciju (sastavljanje monomera u filamente), kao i raskidanje postojećih filamenata. Osim toga, ovaj protein veže sa visokim afinitetom za fibronektin. Plazmatski i citoplazmatski gelsolin su izvedeni iz jednog gena s alternativnim mjestima inicijacije i diferencijalnom preradom.
Pokazalo se da gelsolin stupa u interakciju sa: Amiloidni prekursorski protein, Androgen receptor, PTK2B, i VDAC1.
Također pogledajte Plazmatski gelsolin KortaKtin Vilin Supervilin Finski tio amiloidoze
Reference
Vanjski linkovi
http://www.bioaegistherapeutics.com
Kategorija:Geni na hromosomu 9 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika