Proteína asociada a microtúbulos - Microtubule-associated protein

En biología celular , las proteínas asociadas a los microtúbulos ( MAP ) son proteínas que interactúan con los microtúbulos del citoesqueleto celular .

Función

Los MAP se unen a las subunidades de tubulina que forman los microtúbulos para regular su estabilidad. Se ha identificado una gran variedad de MAP en muchos tipos de células diferentes y se ha descubierto que llevan a cabo una amplia gama de funciones. Estos incluyen microtúbulos estabilizadores y desestabilizadores, guiar los microtúbulos hacia ubicaciones celulares específicas, entrecruzar microtúbulos y mediar las interacciones de los microtúbulos con otras proteínas en la célula.

Dentro de la célula, los MAP se unen directamente a los dímeros de tubulina de los microtúbulos. Esta unión puede ocurrir con tubulina polimerizada o despolimerizada y, en la mayoría de los casos, conduce a la estabilización de la estructura de los microtúbulos, lo que fomenta aún más la polimerización. Por lo general, es el dominio C-terminal del MAP el que interactúa con la tubulina, mientras que el dominio N-terminal puede unirse con vesículas celulares, filamentos intermedios u otros microtúbulos. La unión de MAP-microtúbulos se regula mediante la fosforilación de MAP. Esto se logra mediante la función de la proteína quinasa reguladora de la afinidad de los microtúbulos (MARK) . La fosforilación del MAP por la MARCA hace que el MAP se separe de los microtúbulos unidos. Este desprendimiento suele estar asociado con una desestabilización del microtúbulo que hace que se deshaga. De esta manera, la estabilización de los microtúbulos por los MAP se regula dentro de la célula mediante la fosforilación.

Tipos

Los numerosos MAP identificados se han dividido en gran medida en dos categorías: tipo I que incluye proteínas MAP1 y tipo II que incluye proteínas MAP2 , MAP4 y tau .

Tipo I: MAP1

MAP1a ( MAP1A ) y MAP1b ( MAP1B ) son los dos miembros principales de la familia MAP1. Se unen a los microtúbulos a través de interacciones de carga, un mecanismo diferente a muchos otros MAP. Mientras que los extremos C de estos MAP se unen a los microtúbulos, los extremos N se unen a otras partes del citoesqueleto o la membrana plasmática para controlar el espaciado de los microtúbulos dentro de la célula. Los miembros de la familia MAP1 se encuentran en los axones y dendritas de las células nerviosas .

Tipo II: MAP2, MAP4 y tau

Los MAP de tipo II se encuentran exclusivamente en células nerviosas de mamíferos. Estos son los MAP mejor estudiados, MAP2 y tau ( MAPT ), que participan en la determinación de la estructura de diferentes partes de las células nerviosas, y el MAP2 se encuentra principalmente en las dendritas y tau en el axón. Estas proteínas tienen un dominio de unión a microtúbulos C-terminal conservado y dominios N-terminales variables que se proyectan hacia afuera, probablemente interactuando con otras proteínas. MAP2 y tau estabilizan los microtúbulos y, por lo tanto, cambian la cinética de reacción a favor de la adición de nuevas subunidades, lo que acelera el crecimiento de los microtúbulos. Se ha demostrado que tanto MAP2 como tau estabilizan los microtúbulos uniéndose a la superficie exterior de los protofilamentos de los microtúbulos. Un solo estudio ha sugerido que MAP2 y tau se unen a la superficie interna de los microtúbulos en el mismo sitio en los monómeros de tubulina que el fármaco Taxol , que se usa para tratar el cáncer, pero este estudio no ha sido confirmado. MAP2 se une de manera cooperativa, y muchas proteínas MAP2 se unen a un solo microtúbulo para promover la estabilización. Tau tiene la función adicional de facilitar la agrupación de microtúbulos dentro de la célula nerviosa.

La función de tau se ha relacionado con la enfermedad neurológica de Alzheimer . En el tejido nervioso de los pacientes con Alzheimer, tau forma agregados anormales. Esta tau agregada a menudo se modifica severamente, más comúnmente a través de hiperfosforilación. Como se describió anteriormente, la fosforilación de MAP hace que se desprendan de los microtúbulos. Por tanto, la hiperfosforilación de tau conduce a un desprendimiento masivo, que a su vez reduce en gran medida la estabilidad de los microtúbulos en las células nerviosas. Este aumento de la inestabilidad de los microtúbulos puede ser una de las principales causas de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer.

A diferencia de los MAP descritos anteriormente, MAP4 ( MAP4 ) no se limita solo a las células nerviosas, sino que se puede encontrar en casi todos los tipos de células. Como MAP2 y tau, MAP4 es responsable de la estabilización de los microtúbulos. MAP4 también se ha relacionado con el proceso de división celular.

Otros mapas y problemas de nomenclatura

Además de los grupos MAP clásicos, se han identificado nuevos MAP que se unen a la longitud de los microtúbulos. Estos incluyen STOP (también conocido como MAP6) y Ensconsin (también conocido como MAP7).

Además, también se han identificado proteínas de seguimiento final, que se unen a la punta de los microtúbulos en crecimiento. Estos incluyen EB1 , EB2 , EB3 , p150glued , dynamitin , LIS1 , CLIP170 , CLIP115 , CLASP1 , y CLASP2 .

Otro MAP cuya función se ha investigado durante la división celular se conoce como XMAP215 (la "X" significa Xenopus ). XMAP215 generalmente se ha relacionado con la estabilización de microtúbulos. Durante la mitosis, se ha observado que la inestabilidad dinámica de los microtúbulos aumenta aproximadamente diez veces. Esto se debe en parte a la fosforilación de XMAP215, que hace más probables las catástrofes (despolimerización rápida de los microtúbulos). De esta manera, la fosforilación de MAPs juega un papel en la mitosis.

Hay muchas otras proteínas que afectan el comportamiento de los microtúbulos, como la catastrofina , que desestabiliza los microtúbulos, la katanina , que los corta, y una serie de proteínas motoras que transportan vesículas a lo largo de ellos. Ciertas proteínas motoras se designaron originalmente como MAP antes de que se descubriera que utilizaban la hidrólisis de ATP para transportar carga. En general, todas estas proteínas no se consideran "MAP" porque no se unen directamente a los monómeros de tubulina, una característica definitoria de los MAP. Los MAP se unen directamente a los microtúbulos para estabilizarlos o desestabilizarlos y vincularlos a varios componentes celulares, incluidos otros microtúbulos.

Ver también

Referencias

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enlaces externos