Mikrotubulusassosiert protein - Microtubule-associated protein

I cellebiologi er mikrotubule-assosierte proteiner ( MAP ) proteiner som samvirker med mikrotubulene i det cellulære cytoskjelettet .

Funksjon

MAP-er binder seg til tubulin- underenhetene som utgjør mikrotubuli for å regulere deres stabilitet. Et stort utvalg av MAP-er er blitt identifisert i mange forskjellige celletyper , og det har vist seg at de utfører et bredt spekter av funksjoner. Disse inkluderer både stabilisering og destabilisering av mikrotubuli, føring av mikrotubuli mot spesifikke cellulære steder, tverrbinding av mikrotubuli og formidling av interaksjoner mellom mikrotubuli og andre proteiner i cellen.

I cellen binder MAP-er direkte til tubulindimerer i mikrotubuli. Denne bindingen kan skje med enten polymerisert eller depolymerisert tubulin, og fører i de fleste tilfeller til stabilisering av mikrotubulusstruktur, noe som ytterligere oppmuntrer til polymerisering. Vanligvis er det det C-terminale domenet til MAP som samvirker med tubulin, mens det N-terminale domenet kan binde seg med cellulære vesikler, mellomliggende filamenter eller andre mikrotubuli. MAP-mikrotubulusbinding reguleres gjennom MAP-fosforylering. Dette oppnås gjennom funksjonen til mikrotubulus-affinitetsregulerende-kinase (MARK) -proteinet. Fosforylering av MAP av MARK får MAP til å løsne fra bundne mikrotubuli. Denne løsgjøringen er vanligvis forbundet med en destabilisering av mikrotubulen som får den til å falle fra hverandre. På denne måten reguleres stabiliseringen av mikrotubuli med MAPs i cellen gjennom fosforylering.

typer

De mange identifiserte MAP-ene er stort sett blitt delt i to kategorier: Type I inkludert MAP1- proteiner og type II inkludert MAP2 , MAP4 og tau-proteiner .

Type I: MAP1

MAP1a ( MAP1A ) og MAP1b ( MAP1B ) er de to viktigste medlemmene av MAP1-familien. De binder seg til mikrotubuli gjennom ladningsinteraksjoner, en annen mekanisme enn mange andre MAP-er. Mens C-terminalene til disse MAP-ene binder mikrotubulene, binder N-terminiene andre deler av cytoskjelettet eller plasmamembranen for å kontrollere avstanden til mikrotubulen i cellen. Medlemmer av MAP1 familien finnes i aksoner og dendritter av nerveceller .

Type II: MAP2, MAP4 og tau

Type II MAPs finnes utelukkende i nerveceller hos pattedyr. Dette er de mest studerte MAP-ene - MAP2 og tau ( MAPT ) - som deltar i å bestemme strukturen til forskjellige deler av nerveceller, hvor MAP2 for det meste finnes i dendritter og tau i akson. Disse proteinene har et konservert C-terminalt mikrotubuli-bindende domene og variable N-terminale domener som rager utover, sannsynligvis samvirker med andre proteiner. MAP2 og tau stabiliserer mikrotubuli, og forskyver dermed reaksjonskinetikken til fordel for tilsetning av nye underenheter, noe som akselererer veksten av mikrotubuli. Både MAP2 og tau har vist seg å stabilisere mikrotubuli ved å binde til ytre overflate av mikrotubulens protofilamenter. En enkelt studie har antydet at MAP2 og tau binder seg på den indre mikrotubuleoverflaten på samme sted i tubulinmonomerer som stoffet Taxol , som brukes til behandling av kreft, men denne studien er ikke bekreftet. MAP2 binder på en samarbeidsvillig måte, med mange MAP2-proteiner som binder en enkelt mikrotubule for å fremme stabilisering. Tau har den tilleggsfunksjonen å forenkle bunting av mikrotubuli i nervecellen.

Funksjonen til tau har vært knyttet til den nevrologiske tilstanden Alzheimers sykdom . I nervevevet hos Alzheimers pasienter danner tau unormale tilslag. Denne aggregerte tau er ofte alvorlig modifisert, oftest gjennom hyperfosforylering. Som beskrevet ovenfor fører fosforylering av MAP-er dem til å løsrive seg fra mikrotubuli. Dermed fører hyperfosforylering av tau til massiv løsgjøring, som igjen reduserer stabiliteten til mikrotubuli i nerveceller. Denne økningen i mikrotubule ustabilitet kan være en av hovedårsakene til symptomene på Alzheimers sykdom.

I motsetning til MAP-er beskrevet ovenfor, er MAP4 ( MAP4 ) ikke begrenset til bare nerveceller, men kan heller finnes i nesten alle typer celler. I likhet med MAP2 og tau er MAP4 ansvarlig for stabilisering av mikrotubuli. MAP4 har også blitt koblet til prosessen med celledeling.

Andre MAP-er, og navnespørsmål

Foruten de klassiske MAP-gruppene, er det blitt identifisert nye MAP-er som binder lengden på mikrotubulene. Disse inkluderer STOPP (også kjent som MAP6) og ensconsin (også kjent som MAP7).

I tillegg er plussendeproteiner, som binder seg til spissen av voksende mikrotubuli, også blitt identifisert. Disse inkluderer EB1 , EB2 , EB3 , p150 Limt , Dynamitin , Lis1 , CLIP170 , CLIP115 , CLASP1 og CLASP2 .

En annen MAP hvis funksjon er undersøkt under celledeling er kjent som XMAP215 ("X" står for Xenopus ). XMAP215 har generelt vært koblet til mikrotubulistabilisering. Under mitose er det observert at den dynamiske ustabiliteten til mikrotubuli øker omtrent ti ganger. Dette skyldes delvis fosforylering av XMAP215, noe som gjør katastrofer (rask depolymerisering av mikrotubuli) mer sannsynlig. På denne måten spiller fosforylering av MAP-er en rolle i mitose.

Det er mange andre proteiner som påvirker mikrotubulus oppførsel, for eksempel katastrofin , som destabiliserer mikrotubuli, katanin , som skiller dem, og en rekke motoriske proteiner som transporterer vesikler langs dem. Visse motorproteiner ble opprinnelig betegnet som MAP før det ble funnet at de benyttet ATP-hydrolyse for å frakte last. Generelt regnes ikke alle disse proteinene som "MAP-er" fordi de ikke binder direkte til tubulin-monomerer, et definerende kjennetegn ved MAP-er. MAP-er binder direkte til mikrotubuli for å stabilisere eller destabilisere dem og knytte dem til forskjellige cellulære komponenter inkludert andre mikrotubuli.

Se også

referanser

Eksterne linker