Proteína desempenhando um papel importante na formação de vesículas revestidas
A clatrina é uma proteína que desempenha um papel importante na formação de vesículas revestidas . A clatrina foi isolada e nomeada pela primeira vez por Barbara Pearse em 1976. Ela tem a forma de um triskelion composta por três cadeias pesadas de clatrina e três cadeias leves. Quando os triskelia interagem, eles formam uma rede poliédrica que envolve a vesícula, daí o nome da proteína, que é derivado do latim clathrum que significa rede. Proteínas de revestimento, como a clatrina, são usadas para construir pequenas vesículas a fim de transportar moléculas dentro das células. A endocitose e a exocitose das vesículas permitem que as células se comuniquem, transfiram nutrientes, importem receptores de sinalização, mediem uma resposta imune após a amostragem do mundo extracelular e limpem os restos celulares deixados pela inflamação do tecido. A via endocítica pode ser sequestrada por vírus e outros patógenos para ganhar entrada na célula durante a infecção.
Estrutura
O triskelion de clatrina é composto por três cadeias pesadas de clatrina interagindo em seus terminais C , cada cadeia pesada de ~ 190 kDa tem uma cadeia leve de ~ 25 kDa fortemente ligada a ela. As três cadeias pesadas fornecem a espinha dorsal estrutural da rede de clatrina, e acredita-se que as três cadeias leves regulem a formação e desmontagem de uma rede de clatrina. Existem duas formas de cadeias leves de clatrina, designadas a e b. A principal cadeia pesada da clatrina, localizada no cromossomo 17 em humanos, é encontrada em todas as células. Um segundo gene de cadeia pesada da clatrina, no cromossomo 22 , é expresso no músculo.
A cadeia pesada da clatrina é frequentemente descrita como uma perna, com subdomínios, representando o pé (o domínio N-terminal ), seguido pelo tornozelo, perna distal, joelho, perna proximal e domínios de trimerização. O domínio N-terminal consiste em uma estrutura de hélice β de sete pás. Os outros domínios formam uma super-hélice de hélices alfa curtas. Isso foi originalmente determinado a partir da estrutura do domínio da perna proximal que identificou e é composto por um módulo estrutural menor denominado motivos de repetição de cadeia pesada de clatrina. As cadeias leves ligam-se principalmente à porção da perna proximal da cadeia pesada com alguma interação perto do domínio de trimerização. A hélice β no 'pé' da clatrina contém vários locais de ligação para interação com outras proteínas.
Uma gaiola de clatrina com um único triskelion destacado em azul. O mapa CryoEM EMD_5119 foi renderizado em UCSF Chimera e um triskelion de clatrina foi destacado.
Cada gaiola possui 12 pentágonos. O mini-revestimento (à esquerda) tem 4 hexágonos e simetria tetraédrica como em um tetraedro truncado truncado. Barril hexagonal (meio) tem 8 hexágonos e simetria D6. Bola de futebol (direita) tem 20 hexágonos e simetria icosaédrica como em um icosaedro truncado.
Quando triskelia se reúnem em solução, eles podem interagir com flexibilidade suficiente para formar anéis de 6 lados ( hexágonos ) que produzem uma rede plana, ou anéis de 5 lados ( pentágonos ) que são necessários para a formação de redes curvas. Quando muitos tríscéis se conectam, eles podem formar uma estrutura semelhante a uma cesta. A estrutura apresentada é constituída por 36 triskelia, sendo uma delas a azul. Outra montagem comum é um icosaedro truncado . Para encerrar uma vesícula, exatamente 12 pentágonos devem estar presentes na rede.
Em uma célula, o triskelion de clatrina no citoplasma se liga a uma proteína adaptadora que possui membrana ligada, ligando um de seus três pés à membrana por vez. A clatrina não pode se ligar à membrana ou carga diretamente e, em vez disso, usa proteínas adaptadoras para fazer isso. Este triskelion se ligará a outro triskelia anexado à membrana para formar uma rede arredondada de hexágonos e pentágonos, que lembra os painéis de uma bola de futebol, que puxa a membrana em um botão. Ao construir diferentes combinações de anéis de 5 e 6 lados, vesículas de tamanhos diferentes podem se formar. A menor gaiola de clatrina comumente obtida com a imagem, chamada de mini-casaco, tem 12 pentágonos e apenas dois hexágonos. Mesmo as gaiolas menores com zero hexágonos provavelmente não se formam a partir da proteína nativa, porque os pés da triskelia são muito volumosos.
Função
Mecanismo de endocitose mediada por clatrina.
A clatrina desempenha papéis essenciais na formação de vesículas arredondadas no citoplasma para o tráfego intracelular. As vesículas revestidas de clatrina (CCV) classificam seletivamente a carga na membrana celular , na rede trans- Golgi e nos compartimentos endossômicos para várias vias de tráfego da membrana. Depois que uma vesícula brota no citoplasma, o revestimento se desmonta rapidamente, permitindo que a clatrina se recicle enquanto a vesícula é transportada para vários locais.
As moléculas adaptadoras são responsáveis pela automontagem e recrutamento. Dois exemplos de proteínas adaptadoras são AP180 e epsin . AP180 é usado na formação de vesículas sinápticas. Ele recruta clatrina para as membranas e também promove sua polimerização . Epsin também recruta clatrina para membranas e promove sua polimerização, e pode ajudar a deformar a membrana e, assim, vesículas revestidas de clatrina podem brotar. Em uma célula, um tríscele flutuando no citoplasma se liga a uma proteína adaptadora, ligando um de seus pés à membrana por vez. O esqueleto se liga a outros fixados à membrana para formar uma estrutura poliédrica, o esqueleto, que puxa a membrana em um botão. O esqueleto não se liga diretamente à membrana, mas às proteínas adaptadoras que reconhecem as moléculas na superfície da membrana.
A clatrina tem outra função além do revestimento de organelas . Em células que não se dividem, a formação de vesículas revestidas de clatrina ocorre continuamente. A formação de vesículas revestidas de clatrina é interrompida nas células em mitose . Durante a mitose, a clatrina se liga ao aparelho do fuso , em complexo com duas outras proteínas: TACC3 e ch-TOG / CKAP5 . A clatrina auxilia na união dos cromossomos ao estabilizar as fibras cinetocóricas do fuso mitótico . O domínio amino-terminal da cadeia pesada da clatrina e o domínio TACC de TACC3 fazem a superfície de ligação do microtúbulo para que TACC3 / ch-TOG / clatrina se ligue ao fuso mitótico . A estabilização das fibras do cinetóforo requer a estrutura trimérica da clatrina para reticular os microtúbulos.
A endocitose mediada por clatrina (CME) regula muitos processos fisiológicos celulares, como a internalização de fatores e receptores de crescimento, entrada de patógenos e transmissão sináptica. Acredita-se que os invasores celulares usam a via dos nutrientes para obter acesso aos mecanismos de replicação de uma célula. Certas moléculas de sinalização abrem o caminho dos nutrientes. Dois compostos químicos chamados Pitstop 1 e Pitstop 2, inibidores seletivos da clatrina, podem interferir na atividade patogênica e, assim, proteger as células contra a invasão. Estes dois compostos bloqueiam seletivamente a associação do ligante endocítico com o domínio terminal da clatrina in vitro. No entanto, a especificidade desses compostos para bloquear a endocitose mediada por clatrina tem sido questionada.
Veja também
Referências
Leitura adicional
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links externos
