Perfilina
Proteína de unión a actina
Perfilina
Profilina (azul) en complejo con actina (verde). ( Código PDB : 2BTF ​)
Identificadores
SímboloPerfilina
PfamPF00235
InterprofesionalIPR002097
ELEGANTEPROFE
PROSITIOPS00414
SCOP22btf / ALCANCE / SUPFAM
Diligenciamiento de conflictoscd00148
Estructuras de proteínas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
APPDB RCSB; PDBj
PDBsumaResumen de la estructura
AP2btf

La profilina es una proteína de unión a la actina que participa en el recambio dinámico y la reconstrucción del citoesqueleto de actina . [1] Se encuentra en la mayoría de los organismos eucariotas . La profilina es importante para el crecimiento controlado espacial y temporalmente de los microfilamentos de actina , que es un proceso esencial en la locomoción celular y los cambios de forma celular. Esta reestructuración del citoesqueleto de actina es esencial para procesos como el desarrollo de órganos , la cicatrización de heridas y la búsqueda de intrusos infecciosos por parte de las células del sistema inmunológico .

La profilina también se une a secuencias ricas en el aminoácido prolina en diversas proteínas. Si bien la mayor parte de la profilina en la célula está unida a la actina, las profilinas tienen más de 50 parejas de unión diferentes. Muchas de ellas están relacionadas con la regulación de la actina, pero la profilina también parece estar involucrada en actividades en el núcleo como el empalme del ARNm . [2]

La profilina es el principal alérgeno (a través de IgE ) presente en el polen de abedul , hierba y otros . [ cita requerida ]

Fuentes y distribución

Las profilinas son proteínas con pesos moleculares de aproximadamente 14 a 19 kDa. Están presentes como genes individuales en levaduras, insectos y gusanos, y como genes múltiples en muchos otros organismos, incluidas las plantas. En las células de mamíferos , se han descubierto cuatro isoformas de profilina : la profilina I se expresa en la mayoría de los tejidos, mientras que la profilina II predomina en el cerebro y los riñones . [3]

Las arqueas de Asgard utilizan profilinas. [4] Varias especies de diatomeas eucariotas carecen de profilinas. [5]

La profilina es esencial para la invasión de células huésped por Toxoplasma gondii . La profilina de Toxoplasma es el patrón molecular asociado a patógenos (PAMP) específico de los TLR 5, 11 y 12. [6]

Regulación de la dinámica de la actina

La profilina mejora el crecimiento de actina de dos maneras:

  • La profilina se une a la actina monomérica, ocupando así un sitio de contacto actina-actina; en efecto, la profilina secuestra la actina del conjunto de monómeros de actina polimerizables. Sin embargo, la profilina también cataliza el intercambio de ADP unido a actina a ATP , convirtiendo así los monómeros de ADP-actina que polimerizan mal en monómeros de ATP-actina que polimerizan fácilmente. Además de eso, la profilina tiene una mayor afinidad por los monómeros de ATP que por los de ADP-actina. Por lo tanto, en una mezcla de actina, profilina y nucleótidos (ADP y ATP), la actina se polimerizará hasta cierto punto, que puede estimarse mediante la ley de acción de masas . [ cita requerida ]
  • Los complejos profilina-actina son introducidos en los polímeros de actina en crecimiento por proteínas como la formina , la proteína del síndrome de Wiskott-Aldrich y la fosfoproteína estimulada por vasodilatadores que contienen dominios FH1 ricos en prolina. Este modo de polimerización de actina estimulada es mucho más rápido que la polimerización sin ayuda. La profilina es esencial para este modo de polimerización porque recluta los monómeros de actina a las proteínas ricas en prolina. [ cita requerida ]

La profilina se une a algunas variantes de fosfolípidos de membrana ( fosfatidilinositol (4,5)-bisfosfato y inositol trifosfato ). La función de esta interacción es el secuestro de la profilina en una forma "inactiva", desde donde puede ser liberada por acción de la enzima fosfolipasa C. [ cita requerida ]

La profilina regula negativamente la PI(3,4)P 2, lo que limita el reclutamiento de lamelipodios al borde delantero de la célula. [7]

La profilina es uno de los aglutinantes de monómeros de actina más abundantes, pero proteínas como CAP y (en mamíferos) timosina β4 tienen algunas superposiciones funcionales con la profilina. Por el contrario, la ADF/ cofilina tiene algunas propiedades que antagonizan la acción de la profilina.

Historia del descubrimiento

La profilina fue descrita por primera vez por Lars Carlsson en el laboratorio de Uno Lindberg y sus colaboradores a principios de los años 1970 como la primera proteína de unión a monómero de actina. [8] Esto se produjo tras descubrir que no solo las células musculares, sino también las no musculares, contenían altas concentraciones de actina, aunque en parte en forma no polimerizada. Se creía entonces que la profilina secuestraba los monómeros de actina (los mantenía en forma profilamentosa ) y los liberaba tras una señal para hacerlos accesibles para el rápido crecimiento del polímero de actina.

Alérgeno

La alergia a la profilina se asocia significativamente con la alergia respiratoria al polen de la hierba ( fiebre del heno ). Después de que una persona se vuelve alérgica a la profilina por primera vez a través de la inhalación de polen de hierba o árbol, se produce una alergia a los alimentos que contienen profilina y el desarrollo del síndrome polen-alimento [9] : 3  La frecuencia con la que las personas alérgicas al polen en Europa se vuelven alérgicas a la profilina varía ampliamente; a partir de 1997, desde aproximadamente el 5% de las personas alérgicas al polen de abedul sueco hasta el 51% de las personas españolas alérgicas a Mercurialis annua eran alérgicas a la profilina. [9] La profilina es el alérgeno principal de ciertas plantas alimenticias, por ejemplo, melón, naranja y soja y, por lo tanto, la alergia al melón, las frutas cítricas, el tomate y el plátano es un marcador clínico de hipersensibilidad a la profilina. [9] A partir de 2018 no había un "enfoque terapéutico sólido" para tratar la alergia a la profilina. [9]

A partir de 2018, la lista de miembros de la familia de las profilinas identificados como alérgenos contenía: [9]

Genes humanos

Referencias

  1. ^ Gunning PW, Ghoshdastider U, Whitaker S, Popp D, Robinson RC (junio de 2015). "La evolución de filamentos de actina compositiva y funcionalmente distintos". Journal of Cell Science . 128 (11): 2009–19. doi : 10.1242/jcs.165563 . PMID  25788699.
  2. ^ Di Nardo A, Gareus R, Kwiatkowski D, Witke W (noviembre de 2000). "El empalme alternativo del gen de la profilina II del ratón genera isoformas de profilina funcionalmente diferentes" (PDF) . Journal of Cell Science . 113 (Pt 21): 3795–803. doi :10.1242/jcs.113.21.3795. PMID  11034907.
  3. ^ Witke W, Podtelejnikov AV, Di Nardo A, Sutherland JD, Gurniak CB, Dotti C, Mann M (febrero de 1998). "En el cerebro de ratón, la profilina I y la profilina II se asocian con reguladores de la vía endocítica y el ensamblaje de actina". The EMBO Journal . 17 (4): 967–76. doi :10.1093/emboj/17.4.967. PMC 1170446 . PMID  9463375. 
  4. ^ Akıl C, Robinson RC (octubre de 2018). "Los genomas de las arqueas de Asgard codifican profilinas que regulan la actina". Nature . 562 (7727): 439–443. Bibcode :2018Natur.562..439A. doi :10.1038/s41586-018-0548-6. PMID  30283132. S2CID  52917038.
  5. ^ Aumeier, Charlotte; Polinski, Ellen; Menzel, Diedrik (octubre de 2015). "Actina, proteínas relacionadas con la actina y profilina en diatomeas: un análisis genómico comparativo". Marine Genomics . 23 : 133–142. doi :10.1016/j.margen.2015.07.002. ISSN  1876-7478. PMID  26298820.
  6. ^ Salazar Gonzalez RM, Shehata H, O'Connell MJ, Yang Y, Moreno-Fernandez ME, Chougnet CA, Aliberti J (agosto de 2014). "La profilina derivada de Toxoplasma gondii desencadena la producción de citocinas dependiente del receptor tipo Toll 5 humano". Journal of Innate Immunity . 6 (5): 685–94. doi :10.1159/000362367. PMC 4141014 . PMID  24861338. 
  7. ^ Bae YH, Ding Z, Das T, Wells A, Gertler F, Roy P (diciembre de 2010). "Profilin1 regula la acumulación de PI(3,4)P2 y lamelipodina en el borde delantero, influyendo así en la motilidad de las células MDA-MB-231". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (50): 21547–52. Bibcode :2010PNAS..10721547B. doi : 10.1073/pnas.1002309107 . PMC 3003040 . PMID  21115820. 
  8. ^ Carlsson L, Nyström LE, Sundkvist I, Markey F, Lindberg U (septiembre de 1977). "La polimerizabilidad de la actina está influenciada por la profilina, una proteína de bajo peso molecular en células no musculares". Journal of Molecular Biology . 115 (3): 465–83. doi :10.1016/0022-2836(77)90166-8. PMID  563468.
  9. ^ abcde Rodríguez del Río, P; Díaz-Perales, A; Sánchez-García, S; Escudero, C; Ibáñez, MD; Méndez-Brea, P; Barbero, D (19 de febrero de 2018). "Profilin, un cambio de paradigma". Revista de Alergología en Investigación e Inmunología Clínica . 28 (1): 1–12. doi : 10.18176/jiaci.0193 . PMID  28760720.

Lectura adicional

Bae YH, Ding Z, Das T, Wells A, Gertler F, Roy P (diciembre de 2010). "Profilin1 regula la acumulación de PI(3,4)P2 y lamelipodina en el borde delantero, influyendo así en la motilidad de las células MDA-MB-231". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (50): 21547–52. Bibcode :2010PNAS..10721547B. doi : 10.1073/pnas.1002309107 . PMC  3003040 . PMID  21115820.

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