Rap1

Rap1 (Ras-proximate-1 o proteína 1 relacionada con Ras) es una pequeña GTPasa , que son pequeñas proteínas citosólicas que actúan como interruptores celulares y son vitales para una transducción de señales efectiva . ^[1] Hay dos isoformas de la proteína Rap1, cada una codificada por un gen separado, RAP1A y RAP1B . Rap1 pertenece a la familia de proteínas relacionadas con Ras .

Las GTPasas son inactivas cuando están en su forma unida a GDP y se activan cuando se unen a GTP. Las proteínas activadoras de GTPasa (GAP) y los factores de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF) regulan las GTPasas pequeñas, con GAP promoviendo la forma unida a GDP (inactiva) y los GEF promoviendo la forma unida a GTP (activa). Cuando se unen a GTP, las GTPasas pequeñas regulan una gran cantidad de procesos celulares. Estas proteínas se dividen en familias según su estructura proteica, y la más estudiada es la superfamilia Ras , de la que Rap1 es miembro. Mientras que Ras es conocido por su papel en la proliferación y supervivencia celular , Rap1 está predominantemente involucrado en la adhesión celular y la formación de uniones celulares . Ras y Rap están regulados por diferentes conjuntos de factores de intercambio de nucleótidos de guanina y proteínas activadoras de GTPasa , lo que proporciona un nivel de especificidad. ^[2]

La identificación de las proteínas efectoras Rap1 ha proporcionado información importante sobre los mecanismos por los cuales Rap1 regula la señalización del receptor de células T (TCR) a las integrinas. Se utilizó un constructo Rap1 constitutivamente activo, Rap1G12V, como cebo en una prueba de detección de dos híbridos en levadura para identificar a RAPL como una proteína de unión a Rap1. ^[3]

La sobreexpresión de RAPL mejora la agrupación y adhesión de LFA-1, y los linfocitos y células dendríticas deficientes en RAPL muestran una adhesión y migración deterioradas. ^[4] RAPL también es una proteína asociada a la integrina, ya que RAPL se polariza en la sinapsis inmunológica después de la estimulación antigénica de las células T , se colocaliza con LFA-1 después de la estimulación con TCR o quimiocina y co-inmunoprecipita con LFA-1 de una manera dependiente de Rap1 (108). Esta interacción entre RAPL y LFA-1 depende de los residuos de lisina en las posiciones 1097 y 1099 en la región yuxtamembrana del dominio citoplasmático de la subunidad αL. Esta es una región funcionalmente significativa del dominio citoplasmático αL, ya que la eliminación del motivo GFFKR adyacente da como resultado una integrina LFA-1 constitutivamente activa (124, 125). Si bien las lisinas 1097 y 1099 son fundamentales para la activación de LFA-1 dependiente de Rap1, el dominio citoplasmático de la subunidad β2 parece ser prescindible para la activación de LFA-1 por Rap1 (126). La mutación de estos residuos de lisina a alanina altera la capacidad de LFA-1 de redistribuirse al borde delantero inducido por la activación de Rap1 o la sobreexpresión de RAPL. Debido a que RAPL se localiza en el borde delantero correctamente en las células que expresan este LFA-1 mutante, este hallazgo sugiere que RAPL puede desempeñar un papel crítico en la localización de LFA-1 en regiones discretas de la membrana plasmática . En las células T, el adaptador de células inmunitarias SKAP1 acopla el TCR a la formación de un complejo entre Rap1 y RapL para la adhesión de células T. ^[5]

Recientemente se ha identificado a la serina-treonina quinasa Mst1 , un miembro de una familia de quinasas homólogas a la quinasa Ste20 en levaduras, ^{[6] como un efector de RAPL. [7]} La ​​activación de Mst1 mediada por TCR depende de RAPL, y la adhesión mediada por TCR a ICAM-1 y la formación de conjugados dependientes de antígenos se ven afectadas después de la inhibición mediada por RNAi de la expresión de Mst1. Aunque se ha demostrado que Rap1 y RAPL regulan tanto la afinidad como la agrupación de LFA-1, la sobreexpresión de Mst1 solo mejora la agrupación de LFA-1. Este hallazgo sugiere que la agrupación de LFA-1 es fundamental para la señalización de TCR a las integrinas que está mediada por Rap1. También implica la existencia de mecanismos independientes de Mst1 por los cuales Rap1 regula la afinidad de LFA-1.

Una característica sorprendente de Rap1 y las proteínas de señalización asociadas a Rap1 PKD , RAPL y Mst1 es su localización en las membranas donde se encuentran las integrinas. Esto proporciona un mecanismo por el cual Rap1 puede actuar directamente sobre las integrinas y modular la afinidad y/o agrupamiento de las integrinas. También se ha propuesto que PKD, RAPL y Mst1 desempeñan un papel en el movimiento de los receptores a la membrana plasmática. La regulación dependiente de PKD del transporte vesicular requiere la actividad de la cinasa PKD, mientras que la regulación dependiente de PKD de la señalización de TCR a las integrinas no parece requerir la actividad de la cinasa PKD. Por lo tanto, PKD puede desempeñar un papel distinto en la regulación de la regulación de las integrinas dependiente de Rap1. Por ejemplo, la asociación dependiente de PKD de Rap1 con C3G sugiere que PKD puede ser fundamental para localizar Rap1 no solo con integrinas sino también con GEF Rap1. Por lo tanto, la interacción PKD–Rap1 puede ser central para la activación posterior de Rap1 y el desencadenamiento de efectores posteriores como RAPL y Mst1.

Un efector Rap1 adicional proporciona un vínculo entre Rap1 y el citoesqueleto de actina. RIAM (molécula adaptadora que interactúa con Rap1–GTP) es una proteína adaptadora ampliamente expresada que contiene un dominio similar a RA (asociación Ras), un dominio PH y varias secuencias ricas en prolina. Al igual que RAPL, RIAM interactúa preferentemente con Rap1 activo, y la sobreexpresión de RIAM mejora la adhesión mediada por integrinas. Además, la supresión de RIAM inhibe la adhesión inducida por Rap1 activo e inhibe la localización de Rap1 activo en la membrana plasmática. La capacidad de RIAM para asociarse con profilina, proteínas Ena/VASP y talina sugiere que RIAM promueve la activación de integrinas dependiente de Rap1 a través de efectos sobre el citoesqueleto de actina, particularmente la interacción de talina con colas citoplasmáticas de integrinas. Dado el papel conocido de la talina en la regulación de la afinidad de la integrina, RIAM puede proporcionar un mecanismo independiente de Mst1 mediante el cual Rap1 regula la afinidad de la integrina.