فينكولين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

يوجد الفينكولين في خلايا الثدييّات و هو بروتين هيكلي خلوي يتوضّع في لويحات الالتصاق البؤريّة الّتي تكتنِف ارتباط جزيئات الالتصاق الإنتغرين بأكتين الهيكل الخلوي. تمّ إكتشافه بشكل مستقل بواسطة Benny Geiger [1] و Keith Burridge,[2] سلسلته مشابهة بنسبة 20%-30% للكاتينين-α, الذي يقوم بذات الوظيفة. يتغيّر شكل بروتين الفينكولين عند ارتباطه بالتناوب مع التالين أو الأكتينين-α, و كنتيجةٍ تتغيّر خواصه الارتباطيّة. تحدث مورثة الفينكولين كنسخة وحيدة و يبدو أنّها لا تقوم بوظائف أكثر في حال غيابها. يحتاج أيضاً متخالفه الوصلي الميتافينكولين (انظر في الأسفل) إلى الفينكولين ليكون مثنويّاً مُتخالِفاً و يعمل بشكلٍ مستقلّ. الفينكولين بروتين هيكلي خلوي يُرافِق المَواصِل خلية-خلية و خلية-نسيج خلالي, حيث يُعتقَد أنّ وظيفتَه كأحد البروتينات المتفاعلة المُكتنفة في تثبيت F-أكتين بالغشاء الخلوي. تمّ اكتشاف نسخ وصل متعاقبة متعدّدة لهذه المورثة, لكن لم يتم تحديد الثبوت البيولوجي لبعض الأشكال. يُبدي بروتين الفينكولين البشري تطابق تسلسلي بنسبة أكبر من 95% لبروتين الفينكولين لدى الدجاج.[3] }}

البنية[عدل]

الفينكولين بروتين هيكلي خلوي بوزن 117-كيلو دالتون, يتكوّن من 1066 حمض أميني. يحتوي البروتين على منطقة مِطرافيّة نتروجينيّة حمضيّة و منطقة مِطرافيّة كربونيّة قاعديّة, يفصل بينهُما قطعة متوسِّطة غنيّة بالبرولين. يتألّف الفينكولين من منطقة رأسيّة كرويّة تحتوي على مواقع الارتباط بالتالين و ال α-أكتينين بالإضافة لموقع فَسفتَة التيروزين, بينما تحتوي منطقة الذّيل على مواقع ارتباط ل F-أكتين و الباكسيلين و اللبيدات (غولدمان . 2001). بشكل أساسي, يوجد رأس مِطرافي نتروجيني يحتوي على 835 حمض أميني, مُنقسِم إلى أربعة أجزاء. يُربَط بالرأس المِطرافي الكربوني بواسطة منطقة رابطة.

التعديل[عدل]

يُسلِّط الإكتشاف الحديث للبنية ثلاثية الأبعاد الضوء على الكيفية الّتي يعدِّل بها هذا البروتين شكله ليُنجِز وظائف متنوّعة. مثلاً, الفينكولين قادر على تنظيم حركة الخلية عبر تعديل بسيط في شكله من فعّال إلى غير فعّال. عندما يكون بحالته غير الفعّالة, يتم وصف تعديل الفينكولين بأنّه تفاعل بين منطقتي الرأس و الذيل. و عندما يتحوّل إلى الشكل الفعّال, كما عندما يثير التالين الارتباط, يتم فصل التفاعل الجزيئي الداخلي بين الرأس و الذيل. بكلمات أخرى, عندما ترتبط مواقع ربط التالين في الحلزونات-α بالحزمة الحلزونية في منطقة الرأس من الفينكولين, يتم بدء عمليّة ’تحويل الحزمة الحلزونية‘, التي تؤدّي إلى إعادة تنظيم الحلزونات-α (α1-α-4), منتجةً خمس حزم حلزونية جديدة كليّاً. تمتد هذه الوظيفة أيضاً إلى الخلايا السرطانيّة و تنظيم حركتها و تكاثر السرطان إلى أجزاء أخرى من الجسم.

الآلية و الوظيفة[عدل]

يحدث انتشار و حركة الخلية بالرغم من عملية ارتباط مستقبلات الإنتغرين على سطح الخلية مع جزيئات الإلتصاق في المادة الخلاليّة. يتم ربط الفينكولين بالالتصاق البؤري و المُواصِل المُلتصِقة, و هي معقدّات مُنوّاة بخيوط الأكتين و روابط متصالبة بين الوسط الخارجي و الغشاء البلازمي و هيكل الخلية الأكتيني[4] (Xu. 1998). يتألّف المُعقد في الالتصاقات البؤريّة من بروتينات عديدة مثل الفينكولين و α-أكتين و الباكسيلين و التالين, على السطح الخلوي الداخلي للغشاء البلازمي. بوصف أكثر نوعيّة, يرتبط المِطراف الأميني للفينكولين بالتالين ,الذي بدوره يرتبط بالإنتغرين-β و يرتبط المِطراف الكربوكسيلي بالأكتين و الشحوم الفوسفوريّة و المثنويّات المُتجانِسة المُكوِّنة للباكسيلين. يتم تنظيم ارتباط الفينكولين بالتالين و الأكتين بواسطة عديدات الفوسفوإينوزيتيد و يُثبّط بواسطة الشحوم الفوسفوريّة الحمضيّة. ثُمّ يقوم المعقد بتثبيت خيوط الأكتين بالغشاء[5] (Ezzell. 1997). يؤثّر فقدان بروتين الفينكولين على وظائف خلوية متنوعة؛ فيعطّل تشكيل المعقد, و يمنع التصاق الخلية و إنتشارها. يتظاهر غياب البروتين بنقص في إنتشار الخلايا, مصحوب بانخفاض في تشكُّل ألياف التوتر و تشكُّل التصاقات بؤريّة قليلة و تثبيط امتداد الأرجل الكاذبة الصُفاحِيّة[6] (غولدمان . 2001). تم اكتشاف أنّ الخلايا مَعوزَة الفينكولين تمتلك مخاريط نمو متقدمة ببطء أكثر, بالإضافة إلى أرجل كاذبة خيطيّة و أرجل صُفاحِيّة أقل ثباتاً من النمط المُفرِط. بالاعتماد على البحث, تمّ افتراض أنّ عوز الفينكولين ربما ينقص التصاق الخلية عبر تثبيط تجمّع الالتصاق البؤري و منع بلمرة الأكتين. من ناحية أخرى, ربما يعيد تعبير الفينكولين المُفرِط الالتصاق و الإنتشار عبر تعزيز إجلاب البروتينات الهيكلية الخلوية إلى معقد الالتصاق البؤري في موقع ارتباط الإنتغرين[5](Ezzell .1997). يبدو أنّ مقدرة الفينكولين على التفاعل مع الإنتغرين على الهيكل الخلوي في الإلتصاق البؤري تكون حديّة من أجل التحكم بالميكانيكا الهيكلية الخلوية و إنتشار الخلية و تشكل الأرجل الكاذبة الصُفاحيّة. إذاً, يبدو أنّ الفينكولين يلعب دور المفتاح في التحكّم الشكلي المُعتمِد على قدرته في تعديل وظيفة و بنية الالتصاق البؤري.

موقع ارتباط الفينكولين[عدل]

VBS
PDB 1rkc EBI.jpg
رأس الفينكولين البشري (1-258) في المعقد مع الموقع الثالث لارتباط الفينكولين على التالين (ثمالات 1944-1969)
معرف
رمز VBS
قاعدة بيانات عوائل البروتينات PF08913
إنتربرو IPR015009

توجد مواقع ارتباط الفينكولين بشكل سائد في بروتين التالين و الجزيئات الشبيهة به, مُمَكِّنَةً الفينكولين من الارتباط بالتالين, و مثبِّتةً المَواصِل النسيجيّة الخلويّة المتواسطة بالإنتغرين. ثُم يَربِط التالين الإنتغرين بأكتين الهيكل الخلوي. التسلسل التوافقي لمواقع ارتباط الفينكولين هو LxxAAxxVAxxVxxLIxxA, مع التكهُّن بأربع حلزونات متقابلة الزُّمر كبنية ثانويّة. تحجُب الثمالات الكارهة للماء التي تُظهِر مواقع ارتباط الفينكولين نفسها و تُدفن في قلب سلسلة من الحزم الحلزونية التي تُكوِّن قضيب التالين.[7]

مُتخالف الوصل: ميتافينكولين[عدل]

تُعبِّر العضلات الملساء و العضلات الهيكلية ( و ربما بمدى منخفض في العضلة القلبية) في حالة تمايزها الخلوي الجيد (قلوص) معاً (برفقة الفينكولين) المُتخالِف الوصلي حيث تحمل إكزون فائض في منطقة الترميز 3, بالتالي ترميز شكل مُماثل شكلي أطول ميتافينكولين بوزن جزيئي ~150 كيلو دالتون - و هو بروتين تم إكتشاف وجوده في ثمانينات القرن العشرين.[8] تُؤدّي ترجمة القطعة المُرمَّزة (exon) الفائضة إلى زيادةٍ في الحموض الأمينية بمقدار 68 إلى 79 حمض أميني يتم حجبها بين الحلزونين I و II في منطقة الذيل المطرافي الكربوني. يرتبط اعتلال العضلة القلبية المتوسع الوراثي مجهول السبّب بالطفرات الحادثة في المنطقة المحجوبة.[9] يُقدَّر طول المنطقة المحجوبة في الميتافينكولين ب 68 حمض أميني عند الثدييّات و 79 حمض أميني عند الضفادع. Strasser.[10] تم مقارنة سلاسل الميتافينكولين من الخنزير و الرجل و الدجاج و الضفدع, و تم اكتشاف أنّ المنطقة المحجوبة ذات قسمين: القسم الأوّل مُتغيّر و الثاني محفوظ بشدّة. تتوضع كل المماثلات الشكليّة للفينكولين في بُنى الالتصاق العضليّة, مثل اللويحات الكثيفة في العضلات الملساء و الأقراص المُقحمة في الخلايا العضليّة القلبيّة و بروتينات كوستامر (costamere)في العضلات الهيكلية.[11] تمتلك منطقة ذيل الميتافينكولين ألفة منخفضة لمنطقة الرأس بالمقارنة مع ذيل الفينكولين. في حالة الميتافينكولين, يتجلى إضعاف عروة الدبوس الكارهة للماء للمطراف الكربوني في منطقة الذيل بواسطة الشحنات السالبة للحموض الأمينية المحجوبة (68 حمض أميني), بالتالي يتطلّب التفعيل الكامل لجزيء الميتافينكولين وجود المماثل الشكلي المُنتظم المُفعَّل بالشحوم الفوسفورية من الفينكولين.

التداخلات[عدل]

يبدي الفينكولين تداخلاً مع البروتين المحتوي على منطقة SH3 و الصوربين (SORBS1),[12] و بروتين الكادرين 1 (CDH1) [13][14] و بروتين الباكسيلين.[15][16][17]

المراجع[عدل]

  1. ^ Geiger,B. 130K Protein from Chicken Gizzard - Its Localization at the Termini of Microfilament Bundles in Cultured Chicken-Cells. Cell 18, 193-205 (1979).
  2. ^ Burridge,K. & Feramisco,J.R. Microinjection and localization of a 130K protein in living fibroblasts: a relationship to actin and fibronectin. Cell 19, 587-595 (1980).
  3. ^ "Entrez Gene: VCL vinculin". 
  4. ^ Xu، W.؛ Baribault، H.؛ Adamson، E.D. (1998). "vinculin knockout results in heart and brain defects during embryonic development". Development 125 (2): 327–337. PMID 9486805. 
  5. ^ أ ب Ezzell RM, Goldmann WH, Wang N, Parasharama N, Ingber DE. (1997). Vinclin promotes cell spreading by mechanically coupling integrins to the cytoskeleton. Experimental Cell Research. 231(1):14-26.
  6. ^ Goldmann، W.H.؛ Ingber، D.E. (2001). "Intact vinculin protein is Require for control of cell shape, cell mechanics, and rac-Dependent Lamellipodia Formation". Biochemical and Biophysical Research Communications 290 (2): 749–755. doi:10.1006/bbrc.2001.6243. PMID 11785963. 
  7. ^ Gingras AR, Vogel KP, Steinhoff HJ, Ziegler WH, Patel B, Emsley J, Critchley DR, Roberts GC, Barsukov IL (February 2006). "Structural and dynamic characterization of a vinculin binding site in the talin rod". Biochemistry 45 (6): 1805–17. doi:10.1021/bi052136l. PMID 16460027. 
  8. ^ JR Feramisco, JE Smart, K Burridge, DM Helfman, and GP Thomas Co-existence of vinculin and a vinculin-like protein of higher molecular weight in smooth muscle J. Biol. Chem. 257: 11024-11031.
  9. ^ Sebastian Witt, Anke Zieseniss, Ulrike Fock, Brigitte M. Jockusch, and Susanne Illenberger Comparative Biochemical Analysis Suggests That Vinculin and Metavinculin Cooperate in Muscular Adhesion Sites J. Biol. Chem. 279: 31533-31543.
  10. ^ Strasser, P.; Gimona, M.; Herzog, M.; Geiger, B.; Small, J. V. : Variable and constant regions in the C-terminus of vinculin and metavinculin: cloning and expression of fragments in E. coli. FEBS Lett. 317: 189-194, 1993. PubMed ID : 8425604
  11. ^ Belkin, A. M., Ornatsky, O. I., Glukhova, M. A., and Koteliansky, V. E. (1988) J. Cell Biol. 107, 545–553
  12. ^ Mandai، K؛ Nakanishi H, Satoh A, Takahashi K, Satoh K, Nishioka H, Mizoguchi A, Takai Y (March 1999). "Ponsin/SH3P12: an l-afadin- and vinculin-binding protein localized at cell-cell and cell-matrix adherens junctions". J. Cell Biol. (UNITED STATES) 144 (5): 1001–17. doi:10.1083/jcb.144.5.1001. ISSN 0021-9525. PMC 2148189. PMID 10085297. 
  13. ^ Hazan، R B؛ Kang L, Roe S, Borgen P I, Rimm D L (December 1997). "Vinculin is associated with the E-cadherin adhesion complex". J. Biol. Chem. (UNITED STATES) 272 (51): 32448–53. doi:10.1074/jbc.272.51.32448. ISSN 0021-9258. PMID 9405455. 
  14. ^ Hazan، R B؛ Norton L (April 1998). "The epidermal growth factor receptor modulates the interaction of E-cadherin with the actin cytoskeleton". J. Biol. Chem. (UNITED STATES) 273 (15): 9078–84. doi:10.1074/jbc.273.15.9078. ISSN 0021-9258. PMID 9535896. 
  15. ^ Turner، C E؛ Brown M C, Perrotta J A, Riedy M C, Nikolopoulos S N, McDonald A R, Bagrodia S, Thomas S, Leventhal P S (May. 1999). "Paxillin LD4 motif binds PAK and PIX through a novel 95-kD ankyrin repeat, ARF-GAP protein: A role in cytoskeletal remodeling". J. Cell Biol. (UNITED STATES) 145 (4): 851–63. doi:10.1083/jcb.145.4.851. ISSN 0021-9525. PMC 2133183. PMID 10330411. 
  16. ^ Mazaki، Y؛ Hashimoto S, Sabe H (March 1997). "Monocyte cells and cancer cells express novel paxillin isoforms with different binding properties to focal adhesion proteins". J. Biol. Chem. (UNITED STATES) 272 (11): 7437–44. doi:10.1074/jbc.272.11.7437. ISSN 0021-9258. PMID 9054445. 
  17. ^ Brown، M C؛ Perrotta J A, Turner C E (November 1996). "Identification of LIM3 as the principal determinant of paxillin focal adhesion localization and characterization of a novel motif on paxillin directing vinculin and focal adhesion kinase binding". J. Cell Biol. (UNITED STATES) 135 (4): 1109–23. doi:10.1083/jcb.135.4.1109. ISSN 0021-9525. PMC 2133378. PMID 8922390. 

قراءة إضافيّة[عدل]

{{PBB_Further_reading | citations =

  • Critchley DR (2005). "Cytoskeletal proteins talin and vinculin in integrin-mediated adhesion". Biochem. Soc. Trans. 32 (Pt 5): 831–6. doi:10.1042/BST0320831. PMID 15494027. 
  • Koteliansky VE, Ogryzko EP, Zhidkova NI, et al. (1992). "An additional exon in the human vinculin gene specifically encodes meta-vinculin-specific difference peptide. Cross-species comparison reveals variable and conserved motifs in the meta-vinculin insert". Eur. J. Biochem. 204 (2): 767–72. doi:10.1111/j.1432-1033.1992.tb16692.x. PMID 1339348. 
  • Mulligan LM, Gardner E, Telenius H, Ponder BA (1992). "Complementary physical and genetic techniques map the vinculin (VCL) gene on chromosome 10q". Genomics 13 (4): 1347–9. doi:10.1016/0888-7543(92)90066-2. PMID 1505973. 
  • Weller PA, Ogryzko EP, Corben EB, et al. (1990). "Complete sequence of human vinculin and assignment of the gene to chromosome 10". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87 (15): 5667–71. doi:10.1073/pnas.87.15.5667. PMC 54388. PMID 2116004. 
  • Turner CE, Burridge K (1989). "Detection of metavinculin in human platelets using a modified talin overlay assay". Eur. J. Cell Biol. 49 (1): 202–6. PMID 2503380. 
  • Turner CE, Miller JT (1994). "Primary sequence of paxillin contains putative SH2 and SH3 domain binding motifs and multiple LIM domains: identification of a vinculin and pp125Fak-binding region". J. Cell. Sci. 107 (6): 1583–91. PMID 7525621. 
  • {{cite journal | author=Salgia R,

روابط خارجية[عدل]

قالب:Cytoskeletal Proteins

قالب:PBB Controls