Vilina

A vilina é uma proteína que se une à actina de 92,5 kDa específica de tecido associada ao feixe central de actina da bordadura em escova de certas células epiteliais.[1] A vilina contém muitos domínios de tipo gelsolina rodeados no extremo C-terminal por uma pequena região com forma de "auricular" (de 8,5 kDa), consistente num feixe de três hélices de enrolamento rápido e independente, que é estabilizado por interações hidrofóbicas.[2] Este domínio auricular (headpiece na literatura inglesa) é uma proteína frequentemente estudada em dinâmica molecular devido ao seu pequeno tamanho, cinética de enrolamento rápida e à sua curta sequência primária.[3][4]

Estrutura

A vilina consta de sete domínios: seis domínios homólogos que constituem o núcleo do extremo N-terminal e o domínio restante que constitui a carapuça C-terminal.[5] A vilina contém três sítios de união fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2), um dos quais está localizado no auricular e os outros dois na parte central.[6] O domínio central (core) compreende aproximadamente 150 resíduos de aminoácidos agrupados em seis repetições. Nesta zona central está o auricular C-terminal hidrofóbico de 87 resíduos.[7]

O auricular ou headpiece (HP67) é formado por uma compacta cadeia proteica enrolada de 70 aminoácidos no C-terminal. Este auricular contém um domínio de união à actina F. Os resíduos K38, E39, K65, 70-73:KKEK, G74, L75 e F76 rodeiam uma parte central hidrofóbica e crê-se que estão implicados na união da actina F à vilina. Os resíduos E39 e K70 formam uma ponte salina enterrada dentro do auricular, que serve para conectar os extremos N e C-terminais. Esta ponte salina pode também orientar e fixar os resíduos C-terminais implicados na união à actina F, já que, na ausência desta ponte salina, não ocorre esta união. As cadeias laterais do resíduo W64 formam uma “carapuça” hidrofóbica, que está completamente conservada em toda a família da vilina. Sob esta carapuça, existe uma coroa de posições alternadamente carregadas positiva e negativamente.[8]

A vilina pode sofrer modificações pós-traducionais como a fosforilação da tirosina.[9] A vilina tem a capacidade de dimerizar-se e o sítio de dimerização está localizado no extremo amino da proteína.[10]

Expressão

A vilina é uma proteína que se une à actina que se expressa principalmente na bordadura em escova de células epiteliais em vertebrados, mas por vezes expressa-se em todas as partes em plantas e em protistas.[11] A vilina está localizada nas microvilosidades da bordadura em escova do epitélio que reveste o interior do trato digestivo e túbulos renais em vertebrados.[12]

Função

Crê-se que a vilina funciona no agrupamento em feixes, nucleação, cobertura das extremidades (capping) e corte dos filamentos de actina.[13] Em vertebrados, as proteínas vilina colaboram no suporte dos microfilamentos das microvilosidades das bordaduras em escova. No entanto, os ratos knockout parecem mostrar microvilosidades ultraestruturalmente normais, o que indica que a função da vilina não é totalmente compreendida; pode desempenhar um papel na plasticidade celular ao cortar filamentos de actina F.[14]

O núcleo de vilina de seis repetições é o responsável pelo corte da actina em presença de Ca2+, enquanto o auricular se encarrega das uniões cruzadas e formação de feixes (que é independente do Ca). Postula-se que a vilina é uma proteína controladora do corte da actina induzido por Ca2+ nas bordaduras em escova. O Ca2+ inibe a clivagem proteolítica dos dominios do núcleo N-terminal de 6 repetições, a qual inibe o corte da actina.[15] Em ratos normais, o aumento dos níveis de Ca2+ induz o corte da actina pela vilina, enquanto em ratos knockout para a vilina esta atividade não ocorre em resposta à elevação dos níveis de Ca2+.[16] Em presença de baixas concentrações de Ca2+, o auricular da vilina funciona agrupando em feixes os filamentos de actina, enquanto em presença de altas concentrações de Ca2+ a N-terminal cobre e corta estes filamentos.[17]

A associação de PIP2 com a vilina inibe o recobrimento das extremidades da actina e a ação de corte, e aumenta a união da actina na região do auricular, possivelmente por meio de mudanças estruturais na proteína. O PIP2 aumenta a união em feixes da actina não só por diminuir a ação de corte da vilina, mas também ao dissociar as proteínas da carapuça, libertando monómeros de actina das proteínas sequestradoras e estimulando a nucleación da actina e o estabelecimento nela de ligações cruzadas.[18]

Subdomínio de vilina

O subdomínio C-terminal do auricular da vilina VHP67, denominado VHP35, está em parte estabilizado por um grupo enterrado na molécula de três resíduos de fenilalanina. O seu pequeno tamanho e alto conteúdo helicoidal crê-se que promove uma maior rapidez de enrolamento e isto foi confirmado experimentalmente.

Tem uma topologia simples consistente em três hélices α que formam uma zona central hidrofóbica bem compactada.

Referências

  1. ↑ Friederich 1999, p. 26751.
  2. ↑ Ghoshdastider 2013, p. 775.
  3. ↑ Bazari 1988, p. 4986.
  4. ↑ Klahre 2000, p. 35.
  5. ↑ Bazari 1988, p. 4987.
  6. ↑ Meng 2005, p. 11963.
  7. ↑ Friederich 1999, p. 26753.
  8. ↑ Meng 2005, p. 11965.
  9. ↑ Panebra 2001, p. C1046.
  10. ↑ George 2007, p. 26528.
  11. ↑ Klahre 2000, p. 37.
  12. ↑ Meng 2005, p. 11967.
  13. ↑ Friederich 1999, p. 26755.
  14. ↑ Meng 2005, p. 11970.
  15. ↑ Bazari 1988, p. 4989.
  16. ↑ Revenu 2007, p. 827.
  17. ↑ Friederich 1999, p. 26758.
  18. ↑ Bazari 1988, p. 4990.

Bibliografia

  • Bazari, W. L.; et al. (1988). «Villin sequence and peptide map identify six homologous domains». Proceedings of the National Academy of Sciences. 85 (14). pp. 4986–90. doi:10.1073/pnas.85.14.4986 
  • Friederich, E.; et al. (1999). «Villin function in the organization of the actin cytoskeleton». The Journal of Biological Chemistry. 274 (38). pp. 26751–60. doi:10.1074/jbc.274.38.26751 
  • George, S. P.; et al. (2007). «Dimerization and actin-bundling properties of villin». The Journal of Biological Chemistry. 282 (36). pp. 26528–41. doi:10.1074/jbc.M703617200 
  • Ghoshdastider, U.; et al. (2013). «The expanding superfamily of gelsolin homology domain proteins». Cytoskeleton. 70 (11). pp. 775–95. doi:10.1002/cm.21149 
  • Klahre, U.; et al. (2000). «Villin-like actin-binding proteins are expressed ubiquitously in Arabidopsis». Plant Physiology. 122 (1). pp. 35–48. doi:10.1104/pp.122.1.35 
  • Meng, J.; et al. (2005). «High-resolution crystal structures of villin headpiece and mutants». Biochemistry. 44 (36). pp. 11963–73. doi:10.1021/bi050850x 
  • Panebra, A.; et al. (2001). «Regulation of phospholipase C-gamma(1) by the actin-regulatory protein villin». American Journal of Physiology. Cell Physiology. 281 (3). pp. C1046–58. doi:10.1152/ajpcell.2001.281.3.C1046 
  • Revenu, C.; et al. (2007). «Villin severing activity enhances actin-based motility in vivo». Molecular Biology of the Cell. 18 (3). pp. 827–38. doi:10.1091/mbc.E06-05-0423 
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